Question

Определить КПД нагревателя , расходующего 80 г керосина на нагревание 3 кг воды на 90 с°

Answer 1

Кпд=c*m1*dt/q*m2=4200*3*90/0,08*46*10^6=0,31=31%

Answer 2

КПД нагревателя (Коэффициент полезного действия) определяет эффективность превращения энергии, расходуемой на нагреватель, в тепловую энергию, которая передается воде. КПД выражается в процентах и рассчитывается по следующей формуле:

КПД = (Qполезная / Qрасходуемая) * 100%,

где Qполезная - тепловая энергия, переданная воде (в джоулях или калориях), Qрасходуемая - энергия, расходуемая на нагреватель (в джоулях или калориях).

Для расчета КПД нагревателя, необходимо знать энергетическую эквивалентность керосина и теплоемкость воды.

1. Расчет энергетической эквивалентности керосина: Для этого используем формулу: Qрасходуемая = масса * энергетическая эквивалентность, где масса - масса керосина (80 г), энергетическая эквивалентность - количество энергии, которое содержится в 1 г керосина.

Энергетическая эквивалентность керосина составляет примерно 46,2 МДж/кг или 11 000 ккал/кг. Выберем единицу измерения, которую предпочитаете, и подставим значения в формулу: Qрасходуемая = 80 г * 46,2 МДж/кг = 3,696 МДж.

2. Расчет тепловой энергии, переданной воде: Для этого используем формулу: Qполезная = масса * теплоемкость * ΔT, где масса - масса воды (3 кг), теплоемкость - теплоемкость воды (4,186 кДж/кг * °C), ΔT - изменение температуры воды (ΔT = конечная температура - начальная температура).

Так как исходная вода была нагрета с 0 °C до 90 °C, ΔT = 90 °C - 0 °C = 90 °C.

Теплоемкость воды составляет около 4,186 кДж/кг * °C или 1 ккал/кг * °C. Подставим значения в формулу: Qполезная = 3 кг * 4,186 кДж/кг * °C * 90 °C = 1126,74 кДж.

3. Расчет КПД: Подставляем полученные значения в формулу КПД: КПД = (Qполезная / Qрасходуемая) * 100% = (1126,74 кДж / 3,696 МДж) * 100% ≈ 0,0304 * 100% ≈ 3,04%.

Таким образом, КПД нагревателя, расходующего 80 г керосина на нагревание 3 кг воды до 90 °C, составляет примерно 3,04%. Это значит, что около 3,04% энергии, содержащейся в керосине, передается воде в форме тепловой энергии, а остальная энергия расходуется на другие процессы (например, нагреватель сам или окружающая среда).