В железном баке массой 50 кг находится 100 л воды на сколько изменится температура бака с водой если считать что 60 % теплоты выделяемой при сжигании древесного угля массой 1 кг пойдет на нагревание. Удельная теплота сгорания древесного угля 34 МДж/кг.

mб = 50 кг.

Vв = 100 л = 0,1 м³.

ρ = 1000 кг/м³.

КПД = 60 %.

mу = 1 кг.

Cв = 4200 Дж/кг * ºC.

Cж = 460 Дж/кг * ºC.

q = 34 МДж/кг = 34 * 10⁶ Дж/кг.

Δt - ?

При сгорании древесного угля выделяется количество теплоты, которое определяется формулой: Qу = q * mу.

Для нагревания воды и бака, в котором она находится, необходимо количество теплоты, которое определяется формулой: Qв = Cв * mв * Δt + Cж * mб * Δt = (Cв * mв + Cж * mб) * Δt.

mв = Vв * ρ.

Так как только 60 % теплоты от сгорания угля идет на нагревание воды, то Qв = КПД * Qу/100 %.

(Cв * Vв * ρ + Cж * mб) * Δt = КПД * q * mу/100 %.

Δt = КПД * q * mу / (Cв * Vв * ρ + Cж * mб) * 100 %.

Δt = 60 % * 34 * 10⁶ Дж/кг * 1 кг / (4200 Дж/кг * ºC * 0,1 м³ * 1000 кг/м³ + 460 Дж/кг * ºC * 50 кг) * 100 % = 46 ºC.

Ответ: вода воды в баке увеличится на Δt = 46 ºC.