При сгорании дров Q выделяется количество теплоты, которое определяется формулой: Q = λд * mд, где λд - удельная теплота сгорания дров, mд - масса дров.
Количество теплоты Q, которое необходимо для нагревания котелка и воды в нем, будет определяться формулой: Q = Св *mв *(t2 -t1) + Сж *mк *(t2 -t1), где Св, Сж - удельная теплоёмкость воды и железа, mв, mк - масса воды и котелка.
Массу воды найдём по формуле: mв = Vв *ρв, где Vв - объем воды, ρв - плотность воды.
Q = Q₁ + Q₂ (нагревание до t плавления и плавление)
Q = mc(t₂ - t₀) + λm
Q = m(λ + c(t₂ - t₀)
Первый случай (t₀ = 0°C)Q = m(λ + c(t₂ - t₀)
Q = 7(3,4*10⁵ + 4200(0 - 0)) = 7*3,4*10⁵ + 0 = 2,38 * 10⁶ Дж = 2,38 МДж
ответ: Q = 2,38 МДж
Второй случай (t₀ = -10°C)Q = m(λ + c(t₂ - t₀)
Q = 7(3,4*10⁵ + 4200(0 - (-10))) = 7(3,4*10⁵ + 4200*10) = 2674000 = 2,674 МДж
ответ: Q = 2,674 МДж
Третий случай (t₀ = -27°C)Q = m(λ + c(t₂ - t₀)
Q = 7(3,4*10⁵ + 4200(0 - (-27))) = 7(3,4*10⁵ + 4200*27) = 3173800 Дж = 3,1738 МДж
ответ: Q = 3,1738 МДж
Vв = 50 л = 50 *10^-3 м^3.
ρв = 1000 кг/м^3.
Св = 4200 Дж/кг *°C.
Сж = 460 Дж/кг *°C.
mк = 10 кг.
t1 = 15 °C.
t2 = 65 °C.
λд = 1 *10^7 Дж/кг.
mд - ?
При сгорании дров Q выделяется количество теплоты, которое определяется формулой: Q = λд * mд, где λд - удельная теплота сгорания дров, mд - масса дров.
Количество теплоты Q, которое необходимо для нагревания котелка и воды в нем, будет определяться формулой: Q = Св *mв *(t2 -t1) + Сж *mк *(t2 -t1), где Св, Сж - удельная теплоёмкость воды и железа, mв, mк - масса воды и котелка.
Массу воды найдём по формуле: mв = Vв *ρв, где Vв - объем воды, ρв - плотность воды.
Запишем уравнение теплового баланса: λд * mд = Св *Vв *ρв *(t2 -t1) + Сж *mк *(t2 -t1).
mд = (Св *Vв *ρв *(t2 -t1) + Сж *mк *(t2 -t1)) /λд.
mд = (4200 Дж/кг *°C *50 *10^-3 м^3 * 1000 кг/м^3 *(65 °C - 15 °C) + 460 Дж/кг *°C *10 кг *(65 °C - 15 °C)) / *10^7 Дж/кг = 1,07 кг.
ответ: необходимо спалить mд = 1,07 кг дров.