Question

Для нагревания на спиртовке 1,55 л воды на 80 К израсходовано 100 г спирта. Определить КПД спиртовки. (q=27*10 в 6 степени Дж/кг)

Answer 1

Дано

m=1,55 кг  

ΔT=80 К  

Ms=0,1 кг  

КПД - ?

КПД = Qп/Qз=с*m*ΔT/q*Mc=4200*1,55*80/0,1*2,7*10^7≈192888,8×10^-6≈0.19×100%=19%

Ответ КПД=19%

Answer 2

Для определения КПД (коэффициента полезного действия) спиртовки, мы можем использовать следующую формулу:

$\text{КПД} = \frac{\text{Теплота использованная для нагрева воды}}{\text{Теплота сгорания спирта}} \times 100$

Сначала нам нужно вычислить теплоту использованную для нагрева воды и теплоту сгорания спирта.

1. Вычисление теплоты использованной для нагрева воды: Для этого используем уравнение теплопередачи:

$Q = m \cdot c \cdot \Delta T$

где:

• $Q$ - количество теплоты (энергии) переданной воде (в Дж)
• $m$ - масса воды (в кг)
• $c$ - удельная теплоемкость воды (в Дж / (кг * К))
• $\Delta T$ - изменение температуры (в К)

Удельная теплоемкость воды $c$ примерно равна 4186 Дж / (кг * К).

Масса воды $m$ равна объему, умноженному на плотность воды. Объем воды равен 1,55 литров, а плотность воды примерно равна 1000 кг/м³ (1 литр = 0,001 м³).

$m = 1,55 \, \text{l} \times 0,001 \, \text{кг/л} = 1,55 \, \text{кг}$

Теперь вычислим изменение температуры $\Delta T$:

$\Delta T = 80 \, \text{K}$

Теперь можем вычислить теплоту $Q$:

$Q = 1,55 \, \text{кг} \times 4186 \, \text{Дж / (кг * К)} \times 80 \, \text{K}$

2. Вычисление теплоты сгорания спирта: Для этого используем данную информацию, что $q = 27 \times 10^6 \, \text{Дж/кг}$ (теплота сгорания спирта).

Теплота сгорания спирта $Q_{\text{спирт}}$ равна массе спирта, умноженной на теплоту сгорания:

$Q_{\text{спирт}} = 100 \, \text{г} \times q$

Теперь можем вычислить КПД спиртовки:

$\text{КПД} = \frac{Q}{Q_{\text{спирт}}} \times 100$

Подставим значения:

$\text{КПД} = \frac{1,55 \, \text{кг} \times 4186 \, \text{Дж / (кг * К)} \times 80 \, \text{K}}{100 \, \text{г} \times 27 \times 10^6 \, \text{Дж/кг}} \times 100$

Теперь проведем вычисления:

$\text{КПД} = \frac{1,55 \, \text{кг} \times 4186 \, \text{Дж / (кг * К)} \times 80 \, \text{K}}{0,1 \, \text{кг} \times 27 \times 10^6 \, \text{Дж/кг}} \times 100$

$\text{КПД} = \frac{52007680 \, \text{Дж}}{2700000 \, \text{Дж}} \times 100$

$\text{КПД} \approx 19,26\%$

Таким образом, КПД спиртовки составляет примерно 19,26%. Это означает, что только около 19,26% теплоты, выделяемой при сгорании спирта, используется для нагрева воды. Остальная часть теплоты теряется в окружающую среду.