2. КПД спиртовки 10%. Сколько нужно сжечь спирта в спиртовке, чтобы расплавить 1 кг льда при 0 градусов цельсия.
3. Сколько требуется сжечь каменного угля в печи, чтобы расплавить 100 т чугуна, взятого при температуре 20 градусов цельсия, если КПД печи 40%?
1. Энергия таяния льда и, предположим, на его нагревание после плавления пойдет на остужение воды:
\( Q_{1}+Q_{2}=Q_{3} \)
\( \lambda m_{1}+cm_{1}(t)=cm_{2}(t2-t) \) (в Q1 t-0=t)
Нам надо найти температуру воды после взаимодействий - t:
\( 330000\cdot 0.005+4200\cdot 0.005\cdot t=4200\cdot 0.2\cdot (25-t) \)
\( 1650+21t=21000-840t \)
\( 861t=19350 \)
\( t\approx 22.5C \)
2. На этот раз не вся энергия идет на плавку
\( \eta=\frac{A_{p}}{A_{z}} \)
Затратили мы энергию горения спирта:
\( A_{z}=Lm_{1} \)
Получили расплавленный лед:
\( A_{p}=\lambda m_{2} \)
\( m_{1}=\frac{\lambda m_{2}}{L\eta} \)
\( m_{1}=\frac{330000\cdot 1}{30\cdot10^6\cdot 0.1} \)
\( m_{1}=0.11 \)кг
3. Задача, аналогичная 2ой, только вместа льда - чугун + нам его придется нагреть:
\( \eta Lm_{1}=cm_{2}t+\lambda m_{2} \)
\( m_{1}=\frac{cm_{2}t+\lambda m_{2}}{\eta L} \)
\( m_{1}=\frac{540\cdot 100000\cdot 1180+100\cdot 100000}{22\cdot 10^6 0.4} \)
\( m_{1}\approx 7242 \)кг (результат может значительно варьироваться, т. К. Табл. Данные везде разные)