На печь поставили кастрюлю с 3 л воды при 100 °С. Сколько каменного угля надо сжечь, чтобы испарить всю воду? КПД печи 45%.

Дано:

V = 3 литра = 0,003 м^3 - объем воды, которую необходимо испарить;

ro = 1000 кг/м^3 - плотность воды;

T = 100 градусов Цельсия;

n = 45 процентов = 0,45 - кпд печи;

q = 2,258 * 10^6 Дж/кг - удельная теплота парообразования воды;

q1 = 29,3 * 10^6 Дж/кг - удельная теплота сгорания каменного угля.

Требуется найти m (килограмм) - массу каменного угля, необходимого для испарения воды.

Найдем количество теплоты, которое необходимо затратить для испарения воды:

Q = q * m = q * ro * V = 2,258 * 10^6 * 0,003 * 1000 = 6,8 * 10^6 Джоулей.

Так как КПД печи равен 0,45, это значит, что только 45% энергии, полученной в этой печи, пойдет на испарение воды. Тогда вся энергия должна быть:

Q1 = Q / n = 6,8 * 10^6 / 0,45 = 15,1 * 10^6 Джоулей.

Тогда масса угля будет равна:

m = Q1 / q1 = 15,1 * 10^6 / 29,3 * 10^6 = 0,5 килограмм.

ответ: масса угля равна 0,5 килограмм.