Для решения данной задачи используем следующие данные и формулы.
- Определяем количество теплоты, необходимое для нагрева воды:
Формула для расчета количества теплоты (Q), необходимого для нагрева жидкости, имеет вид:
\[ Q = m \cdot c \cdot \Delta T, \]
где:
- \( m \) — масса воды (кг),
- \( c \) — удельная теплоёмкость воды (J/(кг·°C)), которая равна 4200 Дж/(кг·°C),
- \( \Delta T \) — изменение температуры (°C).
В нашем случае:
- Начальная температура воды \( T_1 = 10° \)C,
- Температура кипения \( T_2 = 100° \)C,
- Значит, \( \Delta T = T_2 - T_1 = 100° - 10° = 90° \)C.
- Определим количество энергии, которую можно получить из 0,11 кг горючего:
Удельная теплота сгорания горючего составит 10 мегаджоулей на килограмм, что равно \( 10^7 \) Дж/кг.
Количество теплоты от 0,11 кг горючего:
\[ Q_{полученное} = m_{горючее} \cdot h = 0,11 \, \text{кг} \cdot 10^7 \, \text{Дж/кг} = 1{,}1 \times 10^6 \, \text{Дж}. \]
- Учитываем коэффициент полезного действия (КПД):
По условию задачи КПД установки составляет 34%, то есть:
\[ Q_{полезное} = КПД \cdot Q_{полученное}, \]
где КПД в десятичной форме: 0,34. Таким образом:
\[ Q_{полезное} = 0,34 \cdot 1{,}1 \times 10^6 \, \text{Дж} = 374000 \, \text{Дж}. \]
- Теперь можем выразить массу нагреваемой воды:
Подставим полученное значение Q в уравнение:
\[ 374000 = m \cdot 4200 \cdot 90. \]
Теперь найдем массу \( m \):
\[ m = \frac{374000}{4200 \cdot 90}. \]
Сначала считаем знаменатель:
\[ 4200 \cdot 90 = 378000. \]
Теперь подставим:
\[ m = \frac{374000}{378000} \approx 0,987 \, \text{кг}. \]
Таким образом, масса нагреваемой жидкости составляет примерно 0,987 кг.