Контрольные задания > Сколько энергии затратили на превращение воды в пар, учитывая потери тепла нагревателя?
Вопрос:
Сколько энергии затратили на превращение воды в пар, учитывая потери тепла нагревателя?
Ответ:
Для расчета энергии, затраченной на превращение 15 л воды при 10°C в водяной пар при 100°C, с учетом потерь тепла в 80%, проведем следующие шаги:
1. Рассчитаем массу воды:
Плотность воды равна 1,0 г/см³, то есть 1 кг/л. Объем воды составляет 15 л. Значит, масса воды m = 15 кг.
2. Найдем количество тепла, необходимое для нагрева воды от 10°C до 100°C:
Формула для расчета: Q1 = c * m * ΔT, где c — удельная теплоемкость воды (4200 Дж/(кг·°C)), ΔT — изменение температуры (100°C - 10°C = 90°C).
Q1 = 4200 * 15 * 90 = 5670000 Дж.
3. Найдем количество тепла, необходимое для испарения воды при 100°C:
Формула для расчета: Q2 = L * m, где L — удельная теплота парообразования воды (2,3·10⁶ Дж/кг).
Q2 = 2,3·10⁶ * 15 = 34500000 Дж.
4. Суммарное количество тепла для процесса:
Q = Q1 + Q2 = 5670000 + 34500000 = 40170000 Дж.
5. Учитываем потери тепла нагревателя (20% от общего тепла пошло на нагревание воды):
Затраченная энергия E = Q / 0,2 = 40170000 / 0,2 = 200850000 Дж.
6. Переведем в МДж:
E = 200850000 Дж = 200,85 МДж.
Ответ: 200,85 МДж.