Для связи в whatsapp +905441085890

Задача №102 Воду для ванной нагревают с помощью газового нагревателя мощностью N = 20 кВт.

Задача №102

Воду для ванной нагревают с помощью газового нагревателя мощностью N = 20 кВт. Какое время t будет нагреваться вода для ванны объемом л от = — 18°С до = 38°С? Каков будет при этом расход газа (т. е. объем сгоревшего газа)? Удельная теплоемкость воды Дж/(кг • К), удельная теплота сгорания газа , КПД нагревателя , плотность воды .

Примечание. Обратите внимание на то, что здесь удельной теплотой сгорания считают не количество теплоты, выделяемое при сгорании единицы массы топлива, , а количество теплоты, выделяемое при сгорании единицы объема газа , потому что здесь единицей удельной теплоты сгорания служит не Дж/кг, а . Так бывает, когда речь идет о сгорании газообразного или жидкого топлива.

Решение. Согласно условию задачи вода за счет развиваемой нагревателем мощности N в течение времени t получает некоторое количество теплоты Мощность нагревателя связана с выполняемой им работой А формулой причем эта работа А — затраченная, а количество теплоты поглощенное водой в ванне, — это полезное количество теплоты.

Поскольку имели место тепловые потери (кроме воды, нагревалась и сама ванна, и окружающий воздух, и т. п.), то КПД процесса

где . Здесь — масса воды в ван- -не, поэтому

Подставим (1) и (3) в (2): , откуда

Объем сгоревшего газа можно найти, разделив количество теплоты выделенное сгоревшим газом, на его удельную теплоту сгорания , поскольку согласно определению .

Следует учесть, что работа нагревателя и, значит, , откуда , поэтому

Здесь .

Переведем все единицы в СИ (кроме единиц температуры): , .

Произведем вычисления:

Ответ: .

Эта задача взята со страницы подробного решения задач по физике, там теория и задачи по всем темам физики, можете посмотреть:

Физика — задачи с решениями и примерами

Возможно вам будут полезны ещё вот эти задачи:

Задача №100 В сосуд с водой массой = 250 г при температуре = 18°С, опустили медную гирьку массой = 100 г, нагретую до = 90°С. После этого в сосуде установилась температура = 20°С. Удельная теплоемкость воды = 4186 Дж/(кг • К), удельная теплоемкость меди = 380 Дж/(кг • К). Определить теплоемкость сосуда .
Задача №101 Найти изменение внутренней энергии воды массой m = 2 кг, взятой при , при превращении ее в пар при . Удельная теплоемкость воды с = Дж/(кг • К), удельная теплота парообразования воды Дж/кг.
Задача №103 Для охлаждения пулемета во время стрельбы в его кожух наливают V = 5 л воды при — 10°С. За каждую = 1 с пулемет производит N = 10 выстрелов. При этом в патроне сгорает = 3 г пороха. За какое время t выкипит вся вода в кожухе, если КПД процесса теплообмена , а КПД пулемета ? С какой скоростью и вылетает пуля из ствола пулемета, если ее масса г? Удельная теплота сгорания пороха q = Дж/кг, плотность воды , температура кипения воды = 100°С, удельная теплоемкость воды с = 4,2 • 103 Дж/(кг • К), удельная теплота парообразования воды Дж/кг. Стрельба производится непрерывно.
Задача №104 При уменьшении объема одноатомного газа вдвое его давление увеличилось на 25%. Во сколько раз изменилась внутренняя энергия этого газа?