Оцените максимальный нагрев свинцовой дробинки в градусах при падении ее с высоты 1м. Удельная теплоемкость свинца 130 Дж/кг К.

Объяснение:

Дано:

КПД = 40%       или   η = 0,40

m₁ = 1 т = 1000 кг

c = 4200 Дж / (кг·°С)

L = 22,6·10⁵ Дж/кг

m₂ = m₁/2 = 500 кг

t₁ = 20°C

t₂ = 100°C

q = 4,4·10⁷ Дж/кг

m - ?

1)

Нагреваем воду до температуры кипения:

Q₁ = m₁·c·(t₂ - t₁) = 1000·4200·(100-20) ≈ 340 МДж

2)

Половину воды испаряем:

Q₂ = m₂·L = 500·22,6·10⁵ ≈ 1 130 МДж

3)

Общее количество теплоты на нагревание воды и испарение половины ее:

Q₁₂ = Q₁ + Q₂ = 340 + 1130 = 1470 МДж

4)

Сжигаем природный газ:

Q = q·m = 4,4·10⁷·m = 44·m    МДж

5)

КПД:

η = Q₁₂ / Q

0,40 = 1470 / (44·m)

0,40 = 33,4 / m

m = 33,4/0,40 ≈ 85 кг