Присоединиться

11 класс·высокий уровень

Для отопления обычной московской квартиры площадью $S=63м^{2}$ в месяц

Условие

Для отопления обычной московской квартиры площадью S=63м2S=63м^{2} в месяц требуется при сильных морозах, судя по квитанциям ЖКХ, примерно 1 гигакалория теплоты (1 кал ≈ 4,2 Дж). 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 100 кг/м³. 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

    При образовании одной молекулы воды при горении метана выделяется 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 1,265⋅10286⋅1023≈2,11⋅104моль\frac{1,265 \cdot 10^{28}}{6 \cdot 10^{23}} \approx 2,11 \cdot 10^{4} моль Масса 1 моля воды равна 0,018 кг, поэтому за месяц образуется примерно 2,11⋅104⋅0,018≈380кг2,11 \cdot 10^{4} \cdot 0,018\approx 380кг воды, которая, сконденсировавшись, превращается на морозе в снег.

Осталось ещё 1 шаг

  1. При плотности снега 100кг/м^3 его объем будет…

Получить полное решение

Бесплатно · займёт минуту

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