На газовой горелке необходимо расплавить олово массой m ? 0,20 кг, находящееся при температуре плавления. Опреде-лите объем сгоревшего природного газа, если потери теплоты в окружающую среду составили 40 %. Удельная теплота сгора-ния природного газа q ? 35,5 МДж м3 , удельная теплота плавления олова ? ? 6,03 · 104 Дж кг
Чтобы определить объем сгоревшего природного газа, который необходим для плавления олова, мы сначала должны рассчитать количество тепла, необходимого для плавления олова массой 0,20 кг.
- Расчет необходимого тепла для плавления олова:
Воспользуемся формулой для расчета тепла, необходимого для процесса плавления:
\[ Q = m \cdot L \]
где:
- \( Q \) — необходимое тепло,
- \( m \) — масса олова (0,20 кг),
- \( L \) — удельная теплота плавления олова (\( 6,03 \times 10^4 \) Дж/кг).
Подставим значения:
\[ Q = 0,20 \, \text{кг} \cdot 6,03 \times 10^4 \, \text{Дж/кг} = 12060 \, \text{Дж} \]
- Учитываем потери тепла:
Поскольку потери теплоты в окружающую среду составляют 40%, мы должны учесть, что только 60% тепла, потраченное на сжигание газа, будет использовано для плавления олова. Таким образом, общее тепло, необходимое для получения 12060 Дж полезного теплоты, будет:
\[ Q_{\text{общ}} = \frac{Q}{0,6} = \frac{12060 \, \text{Дж}}{0,6} = 20100 \, \text{Дж} \]
- Расчет объема сгоревшего газа:
Теперь мы можем определить объем природного газа, который нам необходим для получения этого количества тепла. Для этого воспользуемся формулой:
\[ V = \frac{Q_{\text{общ}}}{q} \]
где:
- \( V \) — объем сгоревшего газа,
- \( Q_{\text{общ}} \) — общее количество тепла (20100 Дж),
- \( q \) — удельная теплота сгорания природного газа (\( 35,5 \, \text{МДж/м}^3 = 35,5 \times 10^6 \, \text{Дж/м}^3 \)).
Подставим значения:
\[ V = \frac{20100}{35,5 \times 10^6} \approx 0,000566 \, \text{м}^3 \]
Таким образом, объем сгоревшего природного газа, необходимый для плавления 0,20 кг олова с учетом потерь тепла, составляет примерно 0,000566 м³, что можно выразить в литрах: \( 0,566 \, \text{л} \).
