Question

ДАЮ 25 БАЛЛОВ 1. Определить КПД газовой плиты, если во время нагревания на ней 10кг воды от 20°С до 72°С сгорело 125 г природного газа2. В холодную воду объёмом 0,8 л, находящуюся при температуре 25°С, долили кипяток. Температура полученной смеси оказалась 40°С. Сколько кипятка долили?

Answer 1

2. Q₁=Q₂

c*m1*(t-t₁) = c*m₂(t₂-t)

0,8*(40-t₂) =0,2*60

40 - 25 = 15

t1=40-15=25 C

Ответ t1=25 C

Answer 2

1. Чтобы определить КПД (коэффициент полезного действия) газовой плиты, нужно знать количество теплоты, выделившейся при сгорании природного газа, и количество теплоты, переданное воде при нагревании.

Сначала найдем количество теплоты, выделившейся при сгорании 125 г природного газа. Для этого воспользуемся теплотой сгорания природного газа, которая составляет около 50 МДж/кг.

Теплота = масса газа * теплота сгорания = 0,125 кг * 50 МДж/кг = 6,25 МДж.

Затем найдем количество теплоты, переданное воде при нагревании. Для этого воспользуемся формулой:

теплота = масса воды * удельная теплоемкость воды * изменение температуры

Массу воды выразим в килограммах (10 л = 10 кг), а удельную теплоемкость воды примем равной 4,18 Дж/(г·°C).

Теплота = 10 кг * 4,18 Дж/(г·°C) * (72°C - 20°C) = 10 кг * 4,18 Дж/(г·°C) * 52°C = 2189,6 кДж.

Теперь можно определить КПД плиты, поделив количество теплоты, переданное воде при нагревании, на количество теплоты, выделившейся при сгорании газа:

КПД = (количество теплоты, переданное воде при нагревании / количество теплоты, выделившееся при сгорании) * 100% КПД = (2189,6 кДж / 6,25 МДж) * 100% = 0,0346 * 100% = 3,46%.

КПД газовой плиты равен 3,46%.

2. Чтобы решить эту задачу, воспользуемся законом сохранения теплоты.

Мы имеем холодную воду массой 0,8 л и температурой 25°C (или 298K) и кипящую воду, которую мы будем доливать. Пусть масса этой кипящей воды будет х кг и ее температура - 100°C (или 373K).

В результате смешения холодной и кипящей воды мы получаем смесь массой 0,8 л + х кг и температурой 40°C (или 313K).

Согласно закону сохранения теплоты, количество переданной теплоты от кипятка равно количеству полученной холодной воды:

масса х * удельная теплоемкость воды * (373K - 313K) = 0,8 * 4,18 Дж/(г·°C) * (313K - 298К)

Упрощая выражение, получим:

х * 4,18 * 60 = 0,8 * 4,18 * 15

х = (0,8 * 4,18 * 15) / (4,18 * 60)

Значение х равно примерно 0,2 кг.

Таким образом, нужно долить 0,2 кг кипятка.