Какое Количество теплоты выделится при охлаждении 2кг воды от 0°С до (минус) -20°С 3. Найти кпд, если было получено 300 Джи потеряно 100 Дж. вода-4200, 330кДж/кг, 2.3×10⁶ кДж/кг
Чтобы рассчитать количество теплоты, которое выделится при охлаждении 2 кг воды от 0 °С до -20 °С, необходимо учитывать как изменение температуры, так и фазовые свойства воды.
Количество теплоты при охлаждении воды от 0 °C до 0 °C:
Вода при температуре 0 °C начинает замерзать и переходит в лед, поэтому необходимо сначала рассчитать количество теплоты, которое выделяется в процессе превращения. Для этого воспользуемся формулой:
\[ Q = m \cdot L_f \]
где:
- \( m = 2 \) кг (масса воды),
- \( L_f = 330 \) кДж/кг (скрытая теплота плавления).
Подставляя значения, получаем:
\[ Q_1 = 2 \, \text{кг} \cdot 330 \, \text{кДж/кг} = 660 \, \text{кДж} \]
Количество теплоты при охлаждении льда от 0 °C до -20 °C:
Теперь, после превращения воды в лед, считаем количество теплоты, выделяющееся при охлаждении льда от 0 °C до -20 °C:
\[ Q_2 = m \cdot c \cdot \Delta T \]
где:
- \( c = 2.3 \times 10^6 \, \text{Дж/кг} \) (удельная теплоемкость льда),
- \( \Delta T = 0 - (-20) = 20 \, \text{°C} \).
Подставим значения:
\[ Q_2 = 2 \, \text{кг} \cdot 2.3 \times 10^6 \, \text{Дж/кг} \cdot 20 \, \text{°C} \]
Сначала вычислим:
\[ Q_2 = 2 \cdot 2.3 \times 10^6 \cdot 20 = 92 \times 10^6 \, \text{Дж} = 92000 \, \text{кДж} \]
Общая теплота:
Общая теплота будет равна сумме \( Q_1 \) и \( Q_2 \):
\[ Q_{total} = Q_1 + Q_2 = 660 \, \text{кДж} + 92000 \, \text{кДж} = 92660 \, \text{кДж} \]
Теперь перейдем к расчёту КПД (коэффициент полезного действия).
КПД рассчитывается по формуле:
\[ KPD = \frac{Q_{полезное}}{Q_{затраченное}} \times 100\% \]
Где:
- \( Q_{полезное} = 300 \, \text{Дж} \),
- \( Q_{затраченное} = Q_{потерянное} = 100 \, \text{Дж} \).
Подставляя значения:
\[ KPD = \frac{300}{100} \times 100\% = 300\% \]
Таким образом, количество теплоты, выделившееся при охлаждении 2 кг воды, составило 92660 кДж, а КПД равен 300%.
