Алгебра
Английский
Биология
География
Геометрия
История
Русский
Обществознание
Физика
Химия
Информатика
Литература
Математика
Ответ:
Решение:
Сначала найдём количество теплоты, необходимое для превращения льда в пар. Затем, учитывая КПД, рассчитаем, сколько теплоты должно выделиться при сгорании керосина, и определим массу этого керосина.
- Расчёт теплоты для превращения льда в пар:
- Лёд взят при 0 °С, значит, сначала его нужно расплавить, а затем полученную воду превратить в пар.
- Плавление льда: \( Q_{пл} = \lambda \cdot m_{л} \)
- Удельная теплота плавления льда: \( \lambda = 3,4 · 10^5 \text{ Дж/кг} \).
- Масса льда: \( m_{л} = 2 \text{ кг} \).
- \( Q_{пл} = 3,4 · 10^5 \text{ Дж/кг} \cdot 2 \text{ кг} = 6,8 · 10^5 \text{ Дж} \).
- Парообразование воды: \( Q_{пар} = L \cdot m_{в} \)
- Удельная теплота парообразования воды: \( L = 2,3 · 10^6 \text{ Дж/кг} \) (принимаем значение из ряда \(2.10^5\) и \(2.10^5\) как \(2.3\) млн).
- Масса воды равна массе льда: \( m_{в} = 2 \text{ кг} \).
- \( Q_{пар} = 2,3 · 10^6 \text{ Дж/кг} \cdot 2 \text{ кг} = 4,6 · 10^6 \text{ Дж} \).
- Общее количество теплоты, необходимое для превращения льда в пар: \( Q_{общ} = Q_{пл} + Q_{пар} = 6,8 · 10^5 \text{ Дж} + 4,6 · 10^6 \text{ Дж} = 0,68 · 10^6 \text{ Дж} + 4,6 · 10^6 \text{ Дж} = 5,28 · 10^6 \text{ Дж} \).
- Расчёт количества керосина:
- КПД (коэффициент полезного действия) керосинки равен 40%, что составляет 0,4.
- Формула КПД: \( \eta = \frac{Q_{пол} }{ Q_{зан}} \), где \( Q_{пол} \) — полезно израсходованное тепло, \( Q_{зан} \) — затраченное тепло.
- В данном случае \( Q_{пол} = Q_{общ} = 5,28 · 10^6 \text{ Дж} \).
- Выразим \( Q_{зан} \): \( Q_{зан} = \frac{Q_{пол}}{\eta} = \frac{5,28 · 10^6 \text{ Дж}}{0,4} = 13,2 · 10^6 \text{ Дж} \).
- Теплота, выделяемая при сгорании керосина: \( Q_{зан} = q \cdot m_{кер} \), где \( q \) — удельная теплота сгорания керосина.
- Из таблицы удельная теплота сгорания керосина: \( q = 4,6 · 10^7 \text{ Дж/кг} \).
- Рассчитаем массу керосина: \( m_{кер} = \frac{Q_{зан}}{q} = \frac{13,2 · 10^6 \text{ Дж}}{4,6 · 10^7 \text{ Дж/кг}} = · \frac{13,2}{46} \text{ кг} \approx 0,287 \text{ кг} \).
Ответ: примерно 0,287 кг.
