Нагревание воды за счёт энергии сжигания керосина
Для нагрева воды с использованием тепловой энергии керосина, важно учитывать несколько аспектов: массу воды, начальную температуру воды, энтальпию сгорания керосина и эффективность передачи энергии.
Исходные данные:
- Объём воды: 1.5 литра
- Начальная температура воды: 20 °C
- Масса керосина: 5 г
- Энтальпия сгорания керосина: примерно 43,1 МДж/кг
- Эффективность передачи энергии: 50%
Расчёт:
- Масса воды:
В связи с тем, что плотность воды близка к 1 кг/л, масса 1.5 литров воды составляет 1.5 кг.
- Количество выделенной энергии при сжигании 5 г керосина:
[
Q_{керосина} = 0.005 \text{ кг} \times 43.1 \text{ МДж/кг} = 0.2155 \text{ МДж} = 215500 \text{ Дж}
]
- Эффективная энергия для нагрева воды (50%):
[
Q_{эфф} = 215500 \text{ Дж} \times 0.5 = 107750 \text{ Дж}
]
- Изменение температуры воды:
Используя формулу для количества тепла, необходимого для нагрева, получим:
[
Q = mc\Delta T
]
где (m = 1.5 \text{ кг}) — масса воды, (c = 4200 \text{ Дж/(кг \, °C)}) — удельная теплоёмкость воды,
(\Delta T) — изменение температуры.
Решая уравнение для (\Delta T):
[
\Delta T = \frac{Q_{эфф}}{mc}
]
[
\Delta T = \frac{107750}{1.5 \times 4200} \approx 17.1 \text{ °C}
]
- Конечная температура воды:
[
T{конечная} = T{начальная} + \Delta T = 20 + 17.1 = 37.1 \text{ °C}
]
Таким образом, максимальная температура, до которой можно нагреть воду, составляет примерно 37.1 °C.
Категория: Физика
Теги: теплотехника, термодинамика