803. Сколько требуется сжечь каменного угля в печи, чтобы расплавить 100 т чугуна, взятого при температуре 20 °С, если КПД печи 40%?

Для решения данной задачи необходимо знать теплоту плавления чугуна и теплоту сгорания каменного угля.

Теплота плавления чугуна: Q = m * c * ΔT, где Q - теплота плавления, m - масса чугуна, c - удельная теплоёмкость чугуна, ΔT - изменение температуры.

Удельная теплоёмкость чугуна примерно составляет 0,45 кДж/(кг*°C), поэтому ΔT = 1535 °C - 20 °С.

Теплота плавления чугуна: Q = 100000 кг * 0,45 кДж/(кг*°C) * 1515 °C = 68 725 000 кДж.

Теперь рассчитаем количество энергии, которое надо получить, чтобы расплавить чугун. Для этого используем формулу:

E = Q / КПД, где E - энергия, Q - теплота плавления, КПД - Коэффициент полезного действия печи.

E = 68 725 000 кДж / 0,4 = 171 812 500 кДж.

Теплота сгорания каменного угля примерно составляет 24 МДж/кг = 24 000 кДж/кг.

Теперь рассчитаем массу каменного угля, которую необходимо сжечь, чтобы получить нужное количество энергии:

m = E / теплота сгорания = 171 812 500 кДж / 24 000 кДж/кг ≈ 7150 кг.

Таким образом, чтобы расплавить 100 тонн чугуна при температуре 20 °C и с КПД печи 40%, необходимо сжечь примерно 7150 кг каменного угля.