Однажды рано вечером случайно оставленный в бочке с водой металлический шест словил молнию энергией 1,13 ГДж.В бочке было 100 литров воды при температуре 323 К, а стало 60 литров кипятка.Найдите КПД системы в процентах. Теплоемкость воды 4200 Дж/кг*К, теплота парообразования 2,3 МДж/кг.

Для нахождения КПД системы в процентах, нам нужно использовать выражение энергобаланса.

Сначала найдем количество теплоты, которое поглотила вода, перейдя в пар. Для этого воспользуемся формулой:

Q = mcΔT + ml

где: Q - теплота, которую получила вода m - масса воды c - теплоемкость воды ΔT - изменение температуры l - теплота парообразования

Сначала рассчитаем количество теплоты, которое получила вода при нагреве до кипения:

Q1 = mcΔT Q1 = 100 кг * 4200 Дж/кгК * (373 K - 323 K) Q1 = 100 кг * 4200 Дж/кгК * 50 K Q1 = 21000000 Дж

Теперь рассчитаем количество теплоты для испарения воды:

Q2 = ml Q2 = 100 кг * 2300000 Дж/кг Q2 = 230000000 Дж

Итак, общее количество теплоты, которое поглотила вода, равно:

Q = Q1 + Q2 Q = 21000000 Дж + 230000000 Дж Q = 251000000 Дж

Теперь, найдем КПД системы:

КПД = (работа) / (поступившая энергия) * 100%

КПД = 1,13 ГДж / 251000000 Дж * 100% КПД = 1,13 * 1000 МДж / 251000000 Дж * 100% КПД = 1,13 * 1000 / 251 * 100% КПД = 100,45%

Таким образом, КПД системы равен примерно 100,45%.