2017-10-29
Для работы двигателя расходуется 160 кг каменного угля в 1 ч. Охлаждение его осуществляется водой, температура которой при входе $12^{ \circ} С$, а при выходе $27^{ \circ} С$. Определить расход воды за 1 сек, если на нагревание воды затрачивается 25% общего количества теплоты.
Решение:
Теплота, выделяемая при сгорании каменного угля в течение 1 ч, равна $qm$, где $m$ — масса сгораемого угля, a $q$ — удельная теплота сгорания угля. В результате охлаждения двигателя водой только 25% общего количества теплоты отнимается от него:
$Q = \eta qm$.
Эта теплота идет на нагревание воды:
$Q = cm_{1} (t_{2} - t_{1})$.
Итак,
$\eta qm = cm_{1} (t_{2} - t_{1})$,
откуда
$m_{1} = \frac{ \eta qm}{c(t_{2} - t_{1})}$,
$m_{1} = \frac{0,25 \cdot 3 \cdot 10^{7} дж/кг \cdot 160 кг}{ 4190 дж/кг \cdot град \cdot 15 град} = 19100 кг$.
Зная расход воды $m_{1}$ за время $t$, определим расход воды за 1 сек:
$m_{x} = \frac{m_{1}}{t}, m_{x} = \frac{19100 кг}{3600 сек} \approx 5,3 кг/сек$.