Question

Определите КПД спиртовки, если для нагревания 100 г воды от 20 до 90 °С сожгли 5 г спирта. Ответ запишите в процентах и округлите до целого. Удельная теплоёмкость воды 4200 Дж/(кг·°C), удельная теплота сгорания спирта 27 МДж/кг.​

Answer 1

Ответ: 21,78%

Объяснение:

1) Находим количество тепла на нагрев воды от 20 до 90°С:

Q=c*m*Δt=4200*0,1*(90-20)=29400Дж

2) Находим количество тепла, которое выделилость при сгорании 5г спирта:

Q=q*m=27*0,005=0,135МДж=135000Дж

3) КПД спиртовки равно:

(29400/135000)*100%=21,78%

Answer 2

КПД (коэффициент полезного действия) спиртовки можно определить, используя следующую формулу:

\[ КПД = \frac{Полезная\;работа}{Затраченная\;энергия} \]

Полезная работа в данном случае - это нагрев воды, а затраченная энергия - это энергия, выделившаяся при сгорании спирта.

1. Затраченная энергия: Затраченная энергия равна удельной теплоте сгорания спирта, умноженной на массу сгоревшего спирта.

\[ Q_{\text{спирт}} = m_{\text{спирт}} \cdot q_{\text{спирт}} \]

где \( m_{\text{спирт}} = 5 \, \text{г} \) (масса спирта), \( q_{\text{спирт}} = 27 \, \text{МДж/кг} \) (удельная теплота сгорания спирта).

\[ Q_{\text{спирт}} = 5 \, \text{г} \cdot 27 \, \text{МДж/кг} = 135 \, \text{МДж} \]

2. Полезная работа:

Полезная работа в данном случае - это нагрев воды от \(20 \, ^\circ \text{C}\) до \(90 \, ^\circ \text{C}\).

\[ Q_{\text{вода}} = m_{\text{вода}} \cdot c_{\text{вода}} \cdot \Delta T \]

где \( m_{\text{вода}} = 100 \, \text{г} \) (масса воды), \( c_{\text{вода}} = 4200 \, \text{Дж/(кг·°C)} \) (удельная теплоёмкость воды), \( \Delta T = T_{\text{конечная}} - T_{\text{начальная}} = 90 \, ^\circ \text{C} - 20 \, ^\circ \text{C} = 70 \, ^\circ \text{C} \).

\[ Q_{\text{вода}} = 100 \, \text{г} \cdot 4200 \, \text{Дж/(кг·°C)} \cdot 70 \, ^\circ \text{C} = 294000 \, \text{Дж} \]

3. КПД:

Теперь можем подставить значения в формулу для КПД:

\[ КПД = \frac{Полезная\;работа}{Затраченная\;энергия} \]

\[ КПД = \frac{294000 \, \text{Дж}}{135 \, \text{МДж}} \]

\[ КПД \approx 0.00218 \]

Переведем в проценты и округлим до целого:

\[ КПД \approx 0.218\% \]

Таким образом, КПД спиртовки, используемой для нагревания 100 г воды от \(20 \, ^\circ \text{C}\) до \(90 \, ^\circ \text{C}\), составляет примерно \(0.218\%\).