Определите массу стальной заготовки, для нагревания которой от температуры t1=50, 0 градуса Цельсия до температуры t2=300 градуса Цельсия в печи сожгли Кокс массой m=1, 00 кг.…

Задача с тепловым балансом: тепло, которое выделяет сгорающий кокс, равно теплу, необходимому стальной заготовке подняться с t1 до t2. Потери пренебрежем.

Дано:

• t1 = 50.0 °C, t2 = 300 °C → ΔT = t2 − t1 = 250 K
• масса кокса m_coal = 1.00 кг
• удельная теплоёмкость стали c_steel ≈ 0.46 кДж/(кг·K) (примерное среднее значение)
• удельная теплоёмкость кокса/удельная теплотa сгорания q_coke ≈ 29 МДж/кг = 29 000 кДж/кг
• пренебрегаем тепловыми потерями

Этапы решения:

1. Энергия, необходимая заготовке для нагрева: Q_steel = m_steel · c_steel · ΔT

2. Энергия, выделяемая коксом при сгорании: Q_coal = m_coal · q_coke

3. Равенство тепловых потоков при отсутствии потерь: m_steel · c_steel · ΔT = m_coal · q_coke

4. Решение по массе стали: m_steel = (m_coal · q_coke) / (c_steel · ΔT)

Подстановка чисел (типичные значения):

• m_coal = 1.00 кг
• q_coke ≈ 29 000 кДж/кг
• c_steel ≈ 0.46 кДж/(кг·K)
• ΔT = 250 K

m_steel ≈ (1.00 · 29 000) / (0.46 · 250) ≈ 29 000 / 115 ≈ 252 кг

Ответ: примерно 2.5 × 10^2 кг стали (около 230–260 кг в зависимости от используемых точных значений c_steel и q_coke).

Примечания:

• Если взять c_steel = 0.50 кДж/(кг·K) и тот же q_coke, получится ≈ 232 кг.
• Если взять q_coke ≈ 30 МДж/кг, получается ≈ 240 кг (при той же c_steel и ΔT).
• Реальные значения зависят от точных таблиц для стали и конкретного кокса.