Сколько сосновых дров нужно израсходовать, чтобы снег массой 1500 кг, взятый при температуре –10 °С обратить в воду с температурой 5 °С, тепловыми потерями можно пренебречь.

Сколько сосновых дров нужно израсходовать, чтобы снег массой
1500 кг, взятый при температуре –10 °С обратить в воду с температурой 5 °С, тепловыми потерями можно пренебречь. Удельная теплота сгорания дров 13 МДж/кг, удельная теплоемкость сосны
2100 Дж/(кг·°С), удельная теплоемкость воды 4200 Дж/(кг·°С), удельная теплота плавления льда 34·104 Дж/кг.

Чтобы решить эту задачу, нам нужно последовательно рассчитать:

1. Количество теплоты, необходимое для нагрева снега от -10°C до 0°C (температуры плавления).
2. Количество теплоты, необходимое для плавления снега.
3. Количество теплоты, необходимое для нагрева воды от 0°C до 5°C.
4. Суммировать все эти количества теплоты и найти, сколько сосновых дров необходимо сжечь, чтобы выделить требуемое количество теплоты.

Расчеты:

1. Количество теплоты для нагрева снега от -10°C до 0°C:
Q1 = m_снега * c_снега * (0°C — (-10°C)) = 1500 кг * 2100 Дж/(кг·°C) * 10°C = 31,5 МДж

2. Количество теплоты для плавления снега:
Q2 = m_снега * L_плавления = 1500 кг * 34·10^4 Дж/кг = 510 МДж

3. Количество теплоты для нагрева воды от 0°C до 5°C:
Q3 = m_воды * c_воды * (5°C — 0°C) = 1500 кг * 4200 Дж/(кг·°C) * 5°C = 31,5 МДж

4. Общее количество теплоты:
Q_total = Q1 + Q2 + Q3 = 31,5 МДж + 510 МДж + 31,5 МДж = 573 МДж

5. Количество сосновых дров:
m_дров = Q_total / L_сгорания = 573 МДж / 13 МДж/кг = 44 кг

Таким образом, для превращения 1500 кг снега, взятого при температуре -10°С, в воду с температурой 5°С, необходимо израсходовать около 44 кг сосновых дров.