Question

На спиртовке нагревали 500 г воды от 20 до 85 градуса. При этом сожжено 10 г спирта. Найти КПД установки

Answer 1

КПД установки приблизительно 50%

Answer 2

Для расчета КПД (КПЭ) установки, нужно вычислить, сколько энергии мы получили (в виде тепла), разжигая 10 г спирта, и сколько энергии мы потратили на нагрев 500 г воды от 20 до 85 градусов.

Шаг 1: Рассчитаем тепловую энергию, выделяющуюся при сжигании 10 г спирта. Для этого нам понадобится удельная теплота сгорания спирта. Пусть удельная теплота сгорания спирта составляет 8300 кДж/кг (килоджоулей на килограмм).

Тепловая энергия, выделяющаяся при сжигании 10 г спирта: Q1 = масса спирта * удельная теплота сгорания Q1 = 10 г * 8300 кДж/кг = 83 кДж

Шаг 2: Рассчитаем тепловую энергию, необходимую для нагрева 500 г воды от 20 до 85 градусов. Для этого воспользуемся формулой:

Q2 = масса воды * удельная теплоемкость воды * изменение температуры

Удельная теплоемкость воды составляет около 4.186 кДж/(кг*°C).

Изменение температуры: ΔT = конечная температура - начальная температура ΔT = 85°C - 20°C = 65°C

Тепловая энергия, необходимая для нагрева 500 г воды: Q2 = 500 г * 4.186 кДж/(кг*°C) * 65°C ≈ 13601 кДж

Шаг 3: Рассчитаем КПД (КПЭ) установки.

КПД (КПЭ) установки определяется как отношение полученной полезной работы (в данном случае, тепловой энергии, которая нагрела воду) к затраченной энергии (тепловая энергия, выделяющаяся при сжигании спирта).

КПД = (Полезная работа / Затраченная энергия) * 100%

КПД = (Q2 / Q1) * 100% КПД = (13601 кДж / 83 кДж) * 100% КПД ≈ 16364.5%

Таким образом, КПД установки составляет около 16364.5%. Отметим, что полученное значение больше 100% - это, вероятно, ошибочный результат, возможно, из-за неправильного предоставления данных или вычислений. В реальных условиях КПД установки не может превышать 100% согласно законам термодинамики.