Сколько сухих дров нужно сжечь, чтобы нагреть воду объёмом в 2 литра от 20°C до кипятка $100°С$. Потерями...

Для того чтобы нагреть воду объемом 2 литра от 20°C до кипятка $100°C$, нужно учитывать теплоемкость воды и удельную теплоту сгорания древесины.

Удельная теплота сгорания древесины обычно принимается равной 16-20 МДж/кг. Для упрощения расчетов, возьмем среднее значение - 18 МДж/кг.

Теплоемкость воды равна 4,186 Дж/$г\ast °C$.

Для начала найдем массу воды в граммах: 2 литра = 2000 грамм

Теперь найдем разницу температур: ΔT = 100°C - 20°C = 80°C

Теперь найдем количество теплоты, необходимое для нагревания воды: Q = m c ΔT Q = 2000 г 4,186 Дж/(г°C) * 80°C = 669,76 кДж

Теперь найдем количество дров, необходимых для выделения этой энергии: m_дров = Q / удельная теплота сгорания древесины m_дров = 669,76 кДж / 18 МДж/кг = 0,0372 кг = 37,2 г

Итак, для нагревания 2 литров воды от 20°C до кипятка потребуется сжечь примерно 37,2 г сухих дров.

Прикрепляю фотографию с решением, чтобы было проще понять все шаги расчета.

К сожалению, я не могу отправить фотографию, но могу подробно описать процесс решения задачи с использованием формул и объяснений.

Для того чтобы понять, сколько дров нужно сжечь для нагрева воды, нам сначала необходимо рассчитать количество энергии, требуемое для нагрева воды. Затем мы найдем количество дров, необходимое для обеспечения этой энергии.

Шаг 1: Рассчитаем количество тепла, необходимое для нагрева воды

Используем формулу для расчета тепла: $Q=mc\mathrm{\Delta }T$

Где:

• $Q$ — количество тепла $вджоулях$,
• $m$ — масса воды $вкилограммах$,
• $c$ — удельная теплоёмкость воды $4.186кДж/(кг·°С$),
• $\mathrm{\Delta }T$ — изменение температуры $в°С$.

Масса воды $m$ равна объему воды, так как плотность воды $\rho$ равна 1 кг/л. $m=2\text{л}\times 1\text{кг/л}=2\text{кг}$

Изменение температуры $\mathrm{\Delta }T$ составляет: $\mathrm{\Delta }T=100\text{°С}-20\text{°С}=80\text{°С}$

Теперь можем подставить значения в формулу: $Q=2\text{кг}\times 4.186\text{kJ/(kg·°C)}\times 80\text{°С}$

$Q=2\times 4.186\times 80$

$Q=669.76\text{кДж}$

Шаг 2: Рассчитаем количество дров, необходимое для получения этой энергии

Для этого нам нужно знать теплотворную способность дров. Она может варьироваться в зависимости от типа древесины, но в среднем она составляет около 15 МДж/кг $15,000кДж/кг$.

Теперь найдем массу дров, необходимую для получения 669.76 кДж энергии: $m_{\text{дров}}=\frac{Q}{\text{Теплотворная способность}}$

$m_{\text{дров}}=\frac{669.76\text{кДж}}{15000\text{кДж/кг}}$

$m_{\text{дров}}\approx 0.0447\text{кг}$

Итог

Таким образом, для нагрева 2 литров воды от 20°C до кипятка $100°C$ потребуется около 0.0447 кг $или44.7грамма$ сухих дров, если пренебречь потерями энергии.

Это расчет при условии, что все выделяемое тепло будет использовано только для нагрева воды и не будет потерь энергии.

Для нагрева воды объемом 2 литра от 20°C до кипятка $100°C$ нужно 83,6 кДж энергии. Один грамм сухих дров содержит примерно 16 кДж энергии.

Следовательно, для нагрева воды потребуется примерно 5,2 грамма сухих дров.