Даша подогревает 0,2 л супа с помощью газовой горелки. Блюдо греется очень долго. Найди КПД горелки, если известно, что за 2 мин она израсходовала 4 г природного газа, а…
Даша подогревает 0,2 л супа с помощью газовой горелки. Блюдо греется очень долго. Найди КПД горелки, если известно, что за 2 мин она израсходовала 4 г природного газа, а температура супа повысилась на 10 градусов цельсия. Плотность и удельную теплоёмкость супа прими равными плотности и удельной теплоёмкости воды. Запиши ответ числом, округлив его до целых. %
Для нахождения коэффициента полезного действия (КПД) газовой горелки, нам необходимо рассчитать количество тепла, полученного супом, и количество энергии, которую потратила горелка.
- Вычислим количество тепла, полученного супом:
Плотность воды (и супа) составляет приблизительно 1000 кг/м³. Объем супа – 0,2 л, что соответствует 0,2 кг, поскольку 1 л воды весит примерно 1 кг.
Температура супа увеличилась на 10 градусов Цельсия, поэтому используем формулу для вычисления тепла:
\[ Q = m \cdot c \cdot \Delta T \]
где:
- \( m \) – масса супа (0,2 кг),
- \( c \) – удельная теплоемкость (4400 дж/кг·°C для воды),
- \( \Delta T \) – изменение температуры (10 °C).
Подставим значения в формулу:
\[ Q = 0,2 \, \text{кг} \cdot 4200 \, \text{Дж/кг·°C} \cdot 10 \, \text{°C} = 840 \, \text{Дж} \]
- Теперь найдем количество энергии, сожжённого газа:
Примерная теплота сгорания природного газа составляет около 35 000 кДж/кг. Нам нужно узнать, сколько энергии сожгли за 4 г газа.
Сначала конвертируем граммы в килограммы:
\[ 4 \, \text{г} = 0,004 \, \text{кг} \]
Теперь рассчитываем энергию:
\[ E = 0,004 \, \text{кг} \cdot 35,000,000 \, \text{Дж/кг} = 140,000 \, \text{Дж} \]
- Теперь можем найти КПД:
КПД рассчитывается по формуле:
\[ \text{КПД} = \frac{Q}{E} \cdot 100\% \]
Подставим значения:
\[ \text{КПД} = \frac{840 \, \text{Дж}}{140,000 \, \text{Дж}} \cdot 100\% \]
\[ \text{КПД} \approx 0.6\% \]
Округляя до целых, получаем:
КПД горелки составляет 1%.
