При сгорании каменного угля выделяется количество теплоты Q1=q*m1, где q — удельная теплота сгорания каменного угля (=29,3* Дж/кг), m1 — искомая масса каменного угля.
Для нагревания чугуна нужно количество теплоты Q2=c*m2*(T2 - T1), где с — удельная теплоёмкость чугуна (=500 Дж/кг), m2 — масса чугуна, T2 — конечная температура чугуна, Т1 — начальная температура чугуна.
То, что КПД печи равен 20%, значит, что только 20% теплоты, выделившейся при сгорании угля, идёт на нагревание чугуна:
Объяснение:
При сгорании каменного угля выделяется количество теплоты Q1=q*m1, где q — удельная теплота сгорания каменного угля (=29,3*
Дж/кг), m1 — искомая масса каменного угля.
Для нагревания чугуна нужно количество теплоты Q2=c*m2*(T2 - T1), где с — удельная теплоёмкость чугуна (=500 Дж/кг), m2 — масса чугуна, T2 — конечная температура чугуна, Т1 — начальная температура чугуна.
То, что КПД печи равен 20%, значит, что только 20% теплоты, выделившейся при сгорании угля, идёт на нагревание чугуна:
Q2=0,2*Q1, или
c*m2*(T2 - T1) = 0,2*q*m1
Выразим из этой формулы m1:
m1=
Подставим значения из условия:
m1 = (500 Дж/кг*°С * 10 000 кг * (1010°С - 10°С)) / (0,2 * 29,3*
Дж/кг) =
(500 Дж/кг*С *
кг * 10³С)/(0,2 * 29,3*
Дж/кг) = 5000 Дж/5,86 Дж/кг ≈
853,2 кг.
ответ: 853,2 кг.