На газовой горелке необходимо расплавить олово m=0,20кг. находящеесе при температуре плавления.Определите объём сгоревшего природного газа,если потери теплоты в окружающую среду составили 40%(удельная теплота сгорания природного газа q=35,5 МДж/м3 ,удельная теплота плавления олова λ=6,03 *10в4 Дж/кг) Прошу помогите,только подробно объясните)))
Для того чтобы растопить олово на газовой горелке, необходимо использовать природный газ, который будет сгорать и выделять теплоту для плавления олова.
Сначала найдем количество теплоты, необходимое для плавления олова. Энергия, необходимая для плавления олова, равна Q = m λ, где m - масса олова, λ - удельная теплота плавления олова. Подставляя значения, получаем Q = 0,20 кг 6,03 * 10^4 Дж/кг = 12060 Дж.
Теперь найдем количество теплоты, выделяемое при сгорании природного газа. Энергия, выделяемая при сгорании природного газа, равна Q = V * q, где V - объем сгоревшего природного газа, q - удельная теплота сгорания природного газа.
Так как потери теплоты в окружающую среду составляют 40%, то 60% теплоты будет использовано для плавления олова. Подставляя значения, получаем 0,60 Q = V q, откуда V = 0,60 Q / q = 0,60 12060 Дж / 35,5 МДж/м^3 = 0,0203 м^3.
Итак, объем сгоревшего природного газа составляет примерно 0,0203 м^3.
Для решения этой задачи нам нужно определить, какой объём природного газа необходимо сжечь, чтобы расплавить олово с учётом потерь тепла в окружающую среду.
Определение необходимой теплоты для плавления олова:
Удельная теплота плавления олова ( \lambda = 6,03 \times 10^4 \, \text{Дж/кг} ).
Масса олова ( m = 0,20 \, \text{кг} ).
Теплота, необходимая для плавления олова, рассчитывается по формуле:
[ Q_{\text{плавл}} = m \cdot \lambda ]
Подставим значения:
[ Q_{\text{плавл}} = 0,20 \, \text{кг} \times 6,03 \times 10^4 \, \text{Дж/кг} = 1,206 \times 10^4 \, \text{Дж} ]
Учет потерь тепла:
Поскольку потери тепла в окружающую среду составляют 40%, полезное использование тепла составляет 60%. Это означает, что для достижения необходимого количества теплоты ( Q_{\text{плавл}} ), нужно сжечь больше газа, учитывая эти потери.
Общее количество теплоты, которое должно быть выделено при сгорании газа:
[ Q{\text{общ}} = \frac{Q{\text{плавл}}}{0,60} ]
Подставим значение:
[ Q_{\text{общ}} = \frac{1,206 \times 10^4 \, \text{Дж}}{0,60} = 2,01 \times 10^4 \, \text{Дж} ]
Определение объёма необходимого природного газа:
Удельная теплота сгорания природного газа ( q = 35,5 \, \text{МДж/м}^3 = 35,5 \times 10^6 \, \text{Дж/м}^3 ).
Объём газа ( V ), который нужно сжечь, можно найти из уравнения:
[ V = \frac{Q_{\text{общ}}}{q} ]
Подставим значения:
[ V = \frac{2,01 \times 10^4 \, \text{Дж}}{35,5 \times 10^6 \, \text{Дж/м}^3} \approx 5,66 \times 10^{-4} \, \text{м}^3 ]
Или, в литрах (так как 1 м³ = 1000 литров):
[ V \approx 0,566 \, \text{л} ]
Таким образом, для расплавления 0,20 кг олова при учёте 40% потерь тепла в окружающую среду потребуется сжечь приблизительно 0,566 литра природного газа.
