FIZIKA! 1. Egy fazékban 5 l víz és 0,5 jég található termikus egyensúlyban.90 fokra felmelegítjük a meleg hatásfoka 2,5%. Mekkora tömegű fa elégetése szükséges? Víz fajhője c=4180 j/kg*c, a jég olvadáshője L=335kj/kg, a fa égéshője L=18000 kj/kg.

A jég 0,5 KG?

A víz és a jég termikus egyensúlyban van: 0 °C-os mindkettő

(Ha hidegebb lenne, a víz elkezd megfagyni. Ha melegebb lenne, a jég elkezd megolvadni.)

A melegítés hatására először az összes jég felolvad:

0,5kg jég ->0,5kg víz

ezalatt nem melegszik a jég+víz rendszer.

Miután mind felolvadt, az 5 +0,5 kg víz felmelegszik 0 °C -> 90 °C

(5 l víz tömege 5 kg)

Az égéskor felszabaduló hő (Q égés)= olvadáshoz szükséges hő (Q olvadás) + felmelegedéshez szükséges hő (Q melegedés)

a meleg hatásfoka 2,5%-a, a felszabaduló hőnek csak 2,5%-a hasznosul (ez rossz hatásfoknak számít)

Q égés *2,5/100= Q olvadás + Q melegedés

Q égés= m*L= m(fa) *18000 kJ/kg

Q olvadás= m*L= 0,5 kg *335 kJ/kg

Q melegedés= c*m*ΔT= 4,18 kJ/kg*°C *5,5 kg *90 °C

A mértékegységeknek egyezniük kell. c-ben J volt, átváltottam kJ-ra:

c= 4180 J/kg*°C= 4,18 kJ/kg*°C

Q égés *2,5/100= Q olvadás + Q melegedés

be helyettesíted? nekem ennyi jött ki:

m(fa)= 4,97 kg