Туристи зупинилися на перепочинок біля струмка й вирішили приготувати чай. Яку мінімальну кількість сухих дров слід заготовити туристам, щоб закип'ятити 10 кг води? Вода одержує…

Чтобы ответить на ваш вопрос, давайте сначала рассчитаем, сколько энергии потребуется для кипячения 10 кг воды от температуры 15°C до 100°C.

Для этого используем формулу для вычисления количества теплоты (Q), необходимого для нагрева воды:

\[ Q = mc\Delta T \]

где:

• \( m \) — масса воды (10 кг),
• \( c \) — удельная теплоемкость воды (около 4,18 кДж/(кг·°C)),
• \( \Delta T \) — изменение температуры (100°C - 15°C = 85°C).

Теперь подставим значения:

\[ Q = 10 \, \text{кг} \times 4,18 \, \text{кДж/(кг·°C)} \times 85 \, °C \]

Вычислим:

\[ Q = 10 \times 4,18 \times 85 = 3533 \, \text{кДж} \]

Теперь мы знаем, что для нагрева 10 кг воды до кипения нужно 3533 кДж энергии. Однако вода получает только 15% энергии, выделяемой при горении дров. Это означает, что нам нужно учитывать, сколько энергии в целом должно быть выделено из дров:

Если \( Q_{d} \) — это энергия, которую дрова должны выделить, тогда:

\[ Q_{d} = \frac{Q}{0,15} \]

Подставим значение Q:

\[ Q_{d} = \frac{3533\, \text{кДж}}{0,15} \approx 23553,33 \, \text{кДж} \]

Теперь необходимо узнать, сколько дров потребуется для достижения этого количества энергии. Сколько энергии выделяет 1 кг дров, зависит от его вида, но часто берется средний показатель, который составляет около 15-20 МДж/кг (то есть 15000-20000 кДж/кг). Для расчетов возьмем 15 МДж/кг (или 15000 кДж/кг).

Теперь можем найти, сколько килограммов дров необходимо:

\[ m_{d} = \frac{Q_{d}}{E} = \frac{23553,33\, \text{кДж}}{15000\, \text{кДж/кг}} \approx 1,57 \, \text{кг} \]

Таким образом, туристам следует заготовить минимум 1,57 кг сухих дров, чтобы закипятить 10 кг воды. Поэтому лучше взять 2 кг дров для уверенности.