Коля готовит шоколадный фонтан. Мальчику нужна водяная баня, чтобы растопить шоколад. Сколько природного газа нужно использовать Коле, чтобы превратить 0 , 3 кг 0,3 кг воды температурой 2 0 ∘ � 20 ∘ C в пар? Удельная теплота парообразования воды − − 2 , 6 2,6 Дж/кг; удельная теплота сгорания природного газа − − 44 ⋅ 1 0 6 44⋅10 6 Дж/кг.
Чтобы решить эту задачу, нам нужно рассчитать, сколько энергии потребуется для превращения 0,3 кг воды при температуре 20 °C в пар.
Шаг 1: Определить массу воды и удельную теплоту парообразования
- Масса воды \( m = 0,3 \, \text{кг} \)
- Удельная теплота парообразования \( L = 2,6 \, \text{МДж/кг} = 2,6 \times 10^6 \, \text{Дж/кг} \)
Шаг 2: Рассчитать количество энергии, необходимое для превращения воды в пар
Для этого используем формулу: \[ Q = m \cdot L \] где \( Q \) — общее количество энергии.
Подставляем значения: \[ Q = 0,3 \, \text{кг} \times 2,6 \times 10^6 \, \text{Дж/кг} = 0,78 \times 10^6 \, \text{Дж} = 780 \, \text{кДж} \]
Шаг 3: Рассчитать необходимое количество природного газа
Удельная теплота сгорания природного газа составляет 44,1 МДж/кг. Чтобы узнать, сколько газа понадобится, мы можем использовать формулу: \[ m_{\text{газ}} = \frac{Q}{L_{\text{газ}}} \] где \( L_{\text{газ}} = 44,1 \times 10^6 \, \text{Дж/кг} \).
Подставляем значения: \[ m_{\text{газ}} = \frac{780 \times 10^3 \, \text{Дж}}{44,1 \times 10^6 \, \text{Дж/кг}} \approx 0,01768 \, \text{кг} \]
Окончательный ответ
Коля нужно примерно 0,0177 кг (или 17,7 г) природного газа, чтобы превратить 0,3 кг воды в пар. Это расчет в идеальных условиях, не учитывающий возможные потери тепла.
