Присоединиться

11 класс·высокий уровень

Для отопления обычной московской квартиры площадью $S=60м^{2}$ в месяц

Условие

Для отопления обычной московской квартиры площадью S=60м2S=60м^{2} в месяц требуется при сильных морозах, судя по квитанциям ЖКХ, примерно 1 гигакалория теплоты ( 1кал≈4,2Дж1кал\approx 4,2Дж ). Она получается в основном при сжигании на московских теплоэлектростанциях природного газа — метана с КПД η\eta преобразования энергии экзотермической реакции в теплоту около 50%. Уравнение этой химической реакции имеет вид: CH4+2O2=CO2+2H2O+Q,CH_4 + 2O_2=CO_2 + 2H_2O + Q, где Q≈1,33⋅10−18ДжQ\approx 1,33 \cdot 10^{-18} Дж (на одну молекулу метана).Представим себе, что пары воды, получившиеся в результате сжигания метана, сконденсировались, замерзли на морозе и выпали в виде снега на крыше дома, равной по площади квартире. Будем считать плотность такого снега равной 100кг/м3100кг/м^{3} Какова будет толщина h слоя снега, выпавшего за месяц в результате этого процесса?

Ответ

Ответ и полный разбор откроются после входа

Посмотреть ответ

Решение по шагам

  1. Как рассуждать

    Поскольку при горении одной молекулы метана образуется две молекулы воды, значит, образованию одной молекулы воды при горении метана соответствует количество теплоты, равное Q2,\frac{Q}{2} , а для отопления используется только η⋅Q2≈0,332⋅10−18Дж\eta \cdot \frac{Q}{2} \approx 0,332 \cdot 10^{-18} Дж Число молекул воды, образовавшихся за месяц при получении для отопления количества теплоты в 1 гигакалорию = 4,2 ГДж, составляет: N=4,2⋅1093,32⋅10−19≈1,265⋅1028,N= \frac{4,2 \cdot 10^{9}}{3,32 \cdot 10^{-19}} \approx 1,265 \cdot 10^{28} , то есть примерно ν=NNA=1,265⋅10286⋅1023≈2,11⋅104молей\nu= \frac{N}{N_A} = \frac{1,265 \cdot 10^{28}}{6 \cdot 10^{23}} \approx 2,11 \cdot 10^{4} молей Масса 1 моля воды равна 0,018 кг, так что за месяц образуется примерно m=νM=2,11⋅104⋅0,018≈380кгm=\nu M=2,11 \cdot 10^{4} \cdot 0,018\approx 380кг воды, которая, сконденсировавшись, превращается на морозе в снег.

Осталось ещё 1 шаг

  1. При плотности снега, равной 100кг/м^3 , объем…

Получить полное решение

Бесплатно · займёт минуту

Другие задачи по теме «Молекулярная физика. Термодинамика (расчетная задача высокого»

Сферическую оболочку воздушного шара делают из материала, квадратный11 классВоздушный шар имеет газонепроницаемую оболочку массой 400 кг и наполнен11 классТеплоизолированный цилиндр разделен подвижным теплопроводным поршнем на11 классСферическую оболочку воздушного шара наполняют гелием при атмосферном11 классТеплоизолированный цилиндр разделен подвижным теплопроводящим поршнем11 класс
Похожая задача?Сфотографируйте своё условие — ИИ разберёт его по шагам так же