Скільки природного газу потрібно спалити, щоб виплавити 50 тонн сталі, якщо ККД Мартенівської печі становить 40%? Враховуючи, що температура поверхні сталі становить 20 °С, а температура плавлення — 1400 °С.
Пошаговое решение:
Пояснення: Щоб зрозуміти, скільки природного газу потрібно спалити, щоб виплавити 50 тонн сталі, ми використовуємо ККД (коефіцієнт корисної дії) Мартенівської печі та різницю в температурі для розрахунку енергії.
ККД Мартенівської печі вказує, яка частка енергії, яка споживається при виплавці сталі, перетворюється на корисну енергію, а решта йде на відпрацювання. У даному випадку ККД становить 40%, що означає, що 40% енергії, спожитої під час спалення природного газу, перетвориться на корисну енергію.
Тепер, щоб розрахувати кількість природного газу, яку потрібно спалити, ми використовуємо різницю в температурі між початковою температурою (20 °C) та температурою плавлення сталі (1400 °C). Ця різниця в температурі представляє максимальну кількість енергії, необхідну для нагрівання сталі до плавлення.
Приклад використання:
1. Знайдемо різницю в температурі:
Різниця в температурі = температура плавлення — початкова температура
= 1400 °С — 20 °С
= 1380 °С
2. Обчислимо кількість енергії, необхідну для нагрівання сталі:
Енергія = маса × різниця в температурі
= 50 тонн × 1380 °С
3. Обчислимо кількість природного газу, враховуючи ККД печі:
Кількість природного газу = Енергія / ККД
Рекомендація: Для легшого розуміння цієї теми рекомендується ознайомитися з основами теплопередачі та розрахунками енергетичних витрат.
Вправа: Якщо ККД Мартенівської печі становить 60%, а маса сталі — 80 тонн, то скільки природного газу потрібно спалити, щоб виплавити сталь при температурі плавлення 1500 °С?