Question

Чему равен коэффициент полезного действия спиртовки, если при сжигании спирта массой 10г можно нагреть воду массой 400 г от 200С до кипения?

Answer 1

Ответ:

50%

Объяснение:

q=27 000 000 Дж/кг

mс= 0,01 кг

с=4200 Дж*кг/°С

mв=0,4 кг

t1=20°C

t2=100°C

n (КПД) - ?

n = Qпол/Qзат * 100%

n = cmв(t2-t1) / qmс * 100 = 134 400/270 000 * 100 = 50%

Answer 2

Коэффициент полезного действия (КПД) вычисляется по формуле:

$КПД = \frac{Полезная\,работа}{Затраченная\,энергия} \times 100\%.$

В данном случае, полезная работа - это нагрев воды, а затраченная энергия - это энергия, выделившаяся при сжигании спирта.

Энергия, выделившаяся при сжигании спирта, можно рассчитать с использованием теплоты сгорания спирта (этанола). Для этанола теплота сгорания примерно равна 29.7 МДж/кг (мегаджоулей на килограмм). Масса спирта составляет 10 г, что равно 0.01 кг. Следовательно, энергия, выделившаяся при сжигании спирта:

$Энергия = Теплота\,сгорания \times Масса = 29.7\,МДж/кг \times 0.01\,кг = 0.297\,МДж.$

Теперь рассчитаем количество тепла, необходимое для нагрева 400 г (0.4 кг) воды с температурой 20°C до кипения (100°C):

$Q = Масса \times Удельная\,теплота \times ΔТ,$

где удельная теплота воды $С = 4.186\,Дж/(г°C)$.

$Q = 0.4\,кг \times 4.186\,Дж/(г°C) \times (100°C - 20°C) = 13424.48\,Дж = 13.424\,кДж = 0.013424\,МДж.$

Теперь можем рассчитать КПД:

$КПД = \frac{0.013424\,МДж}{0.297\,МДж} \times 100\% ≈ 4.51\%.$

Итак, коэффициент полезного действия спиртовки в данном случае примерно равен 4.51%.