Zadanie Zadanie 7.5.10: Rozniecanie ognia przez tarcie – praca i bilans cieplny

Punkty
2 pkt
Dział
Zjawiska cieplne · Ciepło
Trudność
Poziom trudności: łatwe
Rozniecanie ognia przez tarcie świdra ogniowego: praca tarcia i bilans cieplny.

Treść zadania

Tradycyjna metoda rozniecania ognia za pomocą świdra ogniowego polega na szybkim obracaniu drewnianego patyka dociskanego do drewnianej podstawki. Praca wykonywana przeciwko sile tarcia zamienia się w energię wewnętrzną punktu styku. Rozważmy ogrzanie małej porcji pyłu drzewnego o masie m=2,0 gm = 2{,}0\,\text{g} od temperatury otoczenia t0=20∘Ct_0 = 20^\circ\text{C} do temperatury zapłonu żaru tz=260∘Ct_z = 260^\circ\text{C}. Średnie ciepło właściwe suchego drewna wynosi c=1500 Jkg⋅Kc = 1500\,\frac{\text{J}}{\text{kg}\cdot\text{K}}. Podczas jednego cyklu obrotowego wykonawca wykonuje pracę W1=6,0 JW_1 = 6{,}0\,\text{J}, z czego η=50%\eta = 50\% energii przekształcane jest w ciepło bezpośrednio ogrzewające pył drzewny. **a)** Oblicz ilość ciepła QQ wymaganą do ogrzania pyłu drzewnego do temperatury zapłonu. **b)** Oblicz minimalną liczbę cykli obrotowych NN, jaką należy wykonać, aby uzyskać temperaturę żaru.

Odpowiedź i wynik końcowy

**a)** Q=720 JQ = 720\,\text{J} **b)** N=240N = 240 cykli obrotowych