Question

СРОЧНО В ТЕЧЕНИИ ЧАСА НУЖНО РЕШИТЬ! ПРОШУ! Для того чтобы вскипятить в самоваре 6кг воды, взятой при температуре 12 градусов цельсия, требуется сжечь 150г каменного угля, найди КПД самовара

Answer 1

Для нагрева воды потребуется
4,19*6*(100-12)=4,19*88*6=2212,32 кДж
при сжигании угля образуется
27000*0,15=4050 кДж

2212,32/4050≈0,546

КПД=0,546*100%=54,6%

Answer 2

Для расчета КПД (коэффициента полезного действия) самовара, сначала определим количество теплоты, выделяемой при сжигании 150 г каменного угля.

Предположим, что теплота сгорания каменного угля составляет около 30 МДж/кг (это приблизительное значение, так как теплота сгорания может варьироваться в зависимости от вида угля). Тогда теплота, выделяемая при сжигании 150 г каменного угля, будет равна:

\( Q = масса \cdot теплота \)

\( Q = 0.15 \, кг \cdot 30 \, МДж/кг \)

\( Q = 4.5 \, МДж \)

Теперь учтем, что эта теплота используется для нагрева 6 кг воды с начальной температурой 12 градусов Цельсия до кипения. Для этого можно использовать формулу:

\( Q = mc\Delta T \)

где: - \( Q \) - теплота, - \( m \) - масса воды, - \( c \) - удельная теплоемкость воды, - \( \Delta T \) - изменение температуры.

Мы знаем, что \( m = 6 \, кг \), \( \Delta T = 100 \,^\circ C - 12 \,^\circ C = 88 \,^\circ C \) (так как вода должна нагреться до 100 градусов Цельсия), а удельная теплоемкость воды \( c \) приблизительно равна 4.186 кДж/(кг·°C).

Подставим все значения в формулу:

\( 4.5 \, МДж = 6 \, кг \cdot 4.186 \, кДж/(кг·^\circ C) \cdot 88 \,^\circ C \)

Решим это уравнение, чтобы найти удельную теплоемкость воды \( c \):

\( c = \frac{4.5 \, МДж}{6 \, кг \cdot 4.186 \, кДж/(кг·^\circ C) \cdot 88 \,^\circ C} \)

\( c \approx 1 \, кДж/(кг·^\circ C) \)

Теперь, чтобы найти КПД самовара, используем следующую формулу для эффективности:

\( КПД = \frac{работа}{потраченная \, энергия} \)

В данном случае работа — это теплота, переданная воде, которая равна 4.5 МДж, а потраченная энергия — это энергия, выделяемая при сжигании угля, равная 4.5 МДж.

\( КПД = \frac{4.5 \, МДж}{4.5 \, МДж} \)

\( КПД = 1 \)

Таким образом, коэффициент полезного действия (КПД) самовара в данном случае равен 1 или 100%, что означает, что вся энергия, выделенная при сжигании угля, используется для нагрева воды.