В парниковых хозяйствах для уничтожения личинок вредителей грунт обрабатывают горячим водяным паром.Определите Расход пара на кубометр грунта, если его надо нагреть от 15 до 95 градусов Цельсия.Плотность грунта в среднем равна 1,8 г/см3 , удельная теплоёмкость грунта в среднем равна 800 Дж/(кг* C), температура пара 100С. Решите пожалуйста, очень прошу!
Для определения расхода пара на кубометр грунта, необходимо воспользоваться уравнением теплопередачи:
Q = m c ΔT,
где Q - количество теплоты, необходимое для нагрева грунта, m - масса грунта, c - удельная теплоемкость грунта, ΔT - изменение температуры грунта.
Сначала определим массу грунта:
V = 1 м^3, ρ = 1,8 г/см^3 = 1800 кг/м^3, m = V ρ = 1 1800 = 1800 кг.
Теперь найдем количество теплоты:
ΔT = 95 - 15 = 80 °C, c = 800 Дж/(кг°C), Q = 1800 800 * 80 = 1 152 000 Дж.
Для превращения теплоты в пар необходимо учитывать удельную теплоту парообразования:
Q = m * λ, где λ - удельная теплота парообразования.
Теплота парообразования воды при температуре кипения (100 °C) равна 2260 кДж/кг.
Теперь найдем массу пара:
λ = 2260 кДж/кг = 2260000 Дж/кг, m = Q / λ = 1 152 000 / 2260000 ≈ 0,51 кг.
Таким образом, для нагрева 1 кубометра грунта от 15 до 95 °C необходимо около 0,51 кг пара.
Для решения этой задачи нам нужно определить количество тепла, необходимое для нагрева одного кубометра грунта от 15°C до 95°C, а затем найти количество пара, которое сможет предоставить это количество тепла.
Плотность грунта (\rho = 1.8 \text{ г/см}^3 = 1800 \text{ кг/м}^3 ).
Объем грунта (V = 1 \text{ м}^3 ).
Масса грунта (m = \rho \times V = 1800 \text{ кг} ).
Удельная теплоемкость грунта (c = 800 \text{ Дж/(кг·°C)} ).
Температурный диапазон (\Delta T = 95°C - 15°C = 80°C ).
Количество тепла (Q), необходимое для нагрева грунта, определяется по формуле:
[ Q = m \times c \times \Delta T ]
Подставим значения:
[ Q = 1800 \text{ кг} \times 800 \text{ Дж/(кг·°C)} \times 80°C ]
[ Q = 115200000 \text{ Дж} ]
Температура пара (t_{пар} = 100°C).
Для конденсации водяного пара и передачи тепла используется скрытая теплота парообразования, которая равна (r = 2256000 \text{ Дж/кг} ).
Количество пара (m_{пар}), которое необходимо для передачи тепла (Q), определяется по формуле:
[ Q = m_{пар} \times r ]
[ m_{пар} = \frac{Q}{r} ]
Подставим значения:
[ m_{пар} = \frac{115200000 \text{ Дж}}{2256000 \text{ Дж/кг}} ]
[ m_{пар} \approx 51.1 \text{ кг} ]
Таким образом, для нагрева одного кубометра грунта от 15°C до 95°C потребуется примерно 51.1 кг водяного пара.
