2. Чтобы получить из 200 кг льда, взятого при температуре -10 °C, воду при температуре 20 °С, надо сжечь в печи 18 кг некоторого топлива. КПД печи 40%. Отметьте, какие из…

Чтобы ответить на ваши утверждения, давайте рассмотрим каждый из них, основываясь на теплоте плавления льда и нагрева воды.

1. Расчет теплоты для плавления и нагрева льда:

   • Для плавления 200 кг льда при -10 °C в воду при 0 °C:

     • Теплота (Q1) на нагревание льда от -10 °C до 0 °C: \[ Q_1 = m \cdot c \cdot \Delta T = 200 \, \text{кг} \cdot 2,1 \, \text{кДж/(кг·°C)} \cdot (0 - (-10)) \, \text{°C} = 200 \cdot 2,1 \cdot 10 = 4200 \, \text{кДж} = 4,2 \, \text{МДж} \]

   • Теплота (Q2) для плавления льда: \[ Q_2 = m \cdot L_f = 200 \, \text{кг} \cdot 334 \, \text{кДж/кг} = 66800 \, \text{кДж} = 66,8 \, \text{МДж} \]

   • Для нагрева образовавшейся воды от 0 °C до 20 °C: \[ Q_3 = m \cdot c \cdot \Delta T = 200 \, \text{кг} \cdot 4,2 \, \text{кДж/(кг·°C)} \cdot 20 \, \text{°C} = 16800 \, \text{кДж} = 16,8 \, \text{МДж} \]

   • Общее количество теплоты (Q): \[ Q = Q_1 + Q_2 + Q_3 = 4,2 \, \text{МДж} + 66,8 \, \text{МДж} + 16,8 \, \text{МДж} = 87,8 \, \text{МДж} \]

Теперь можем проанализировать каждый пункт:

А. Чтобы нагреть и расплавить лед, надо затратить количество теплоты, меньшее 60 МДж.
Правильно. Мы рассчитали, что общее количество теплоты, необходимое для плавления льда и нагрева воды, составляет 87,8 МДж, что больше 60 МДж.

Б. Чтобы всю воду, образовавшуюся при плавлении льда, нагреть до 20 °C, надо затратить количество теплоты, большее 16 МДж.
Неправильно. Мы рассчитали, что для нагрева образовавшейся воды от 0 °C до 20 °C необходимо 16,8 МДж, что больше 16 МДж. Тем не менее, требуемая теплота больше 16 МДж.

В. Удельная теплота сгорания топлива больше 10 МДж/кг.
Чтобы определить это, нам нужно рассмотреть, какое количество топлива потребовалось (18 кг) для выделения 87,8 МДж (с учетом КПД 40%): \[ Q_{вход} = \frac{87,8 \, \text{МДж}}{0,4} = 219,5 \, \text{МДж} \] \[ Q_{уд} = \frac{Q_{вход}}{m} = \frac{219,5 \, \text{МДж}}{18 \, \text{кг}} \approx 12,19 \, \text{МДж/кг} \] Это утверждение правильно.

Г. При сгорании дров выделяется количество теплоты, меньшее 90 МДж.
Согласно расчетам, мы нашли, что удельная теплота сгорания больше 10 МДж/кг, и, следовательно, с учетом количества топлива (например, дрова могут выделять от 15 до 20 МДж/кг или даже больше), это утверждение скорее всего неправильно, поскольку многие виды дров выделяют от 15 до 20 МДж/кг.

В итоге:

• А: Неправильно
• Б: Правильно
• В: Правильно
• Г: Неправильно

Если у вас возникнут еще вопросы, не стесняйтесь обратиться!