Для решения задачи необходимо сначала вычислить количество тепла, которое требуется для нагрева чугуна, и затем определить, сколько каменного угля потребуется для этого.
Определим необходимые параметры:
- Масса чугуна \( m = 20 \, \text{т} = 20000 \, \text{кг} \)
- Начальная температура \( T_1 = 20 \, \text{°C} \)
- Конечная температура \( T_2 = 1200 \, \text{°C} \)
- Удельная теплоёмкость чугуна \( c = 540 \, \text{Дж/(кг·°C)} \)
Вычислим количество тепла, необходимое для нагрева чугуна (Q): Формула для вычисления тепла: \[ Q = m \cdot c \cdot (T_2 - T_1) \] Подставим известные значения: \[ Q = 20000 \, \text{кг} \cdot 540 \, \text{Дж/(кг·°C)} \cdot (1200 \, \text{°C} - 20 \, \text{°C}) \] \[ Q = 20000 \cdot 540 \cdot 1180 \] Теперь вычислим: \[ Q = 20000 \cdot 540 \cdot 1180 = 12739200000 \, \text{Дж} \]
Теперь найдем массу каменного угля (m_уголь), необходимую для получения этого количества тепла. Удельная теплота сгорания каменного угля составляет \( H = 30000000 \, \text{Дж/кг} \).
Используем формулу: \[ Q = m_{уголь} \cdot H \] Подставляем известные значения: \[ 12739200000 \, \text{Дж} = m_{уголь} \cdot 30000000 \, \text{Дж/кг} \] \[ m_{уголь} = \frac{12739200000}{30000000} \] \[ m_{уголь} = 424.64 \, \text{кг} \]
Таким образом, для нагрева чугуна массой 20 т от 20°C до 1200°C потребуется сжечь около 424.64 кг каменного угля.
