803. Сколько требуется сжечь каменного угля в печи, чтобы расплавить 100 т чугуна, взятого при температуре 20 °С, если КПД печи 40%?
Для решения этой задачи используем уравнение теплового баланса:
Qпечь = Qчугун,
где Qпечь - количество тепла, выделяющегося при сжигании каменного угля, Qчугун - количество тепла, необходимое для расплавления чугуна.
Количество тепла, выделяющегося при сжигании каменного угля, можно выразить через массу сгоревшего угля и его удельную теплоту сгорания:
Qпечь = масса угля * удельная теплота сгорания.
Количество тепла, необходимое для расплавления чугуна, можно выразить через его массу и удельную теплоту плавления:
Qчугун = масса чугуна * удельная теплота плавления.
Удельная теплота сгорания каменного угля известна и составляет примерно 24 МДж/кг. Удельная теплота плавления чугуна также известна и составляет примерно 2,5 МДж/кг.
Исходные данные: Масса чугуна: 100 т = 100000 кг Температура чугуна: 20 °C
Вычислим количество тепла, которое необходимо для расплавления чугуна: Qчугун = масса чугуна * удельная теплота плавления = 100000 кг * 2,5 * 10^6 Дж/кг = 250000000000 Дж.
Далее, найдем количество тепла, выделяющегося при сжигании каменного угля: Qпечь = Qчугун / КПД = 250000000000 Дж / 0,4 = 625000000000 Дж.
Наконец, найдем массу каменного угля, который необходимо сжечь: масса угля = Qпечь / удельная теплота сгорания = 625000000000 Дж / (24 * 10^6 Дж/кг) ≈ 26041,67 кг.
Ответ: Чтобы расплавить 100 т чугуна при температуре 20 °C с КПД печи 40%, необходимо сжечь примерно 26041,67 кг каменного угля.
