Чтобы определить, до какой температуры нагрелась вода в сосуде, воспользуемся формулой для тепла, необходимого для нагрева воды:
\[ Q = m \cdot c \cdot \Delta T \]
где:
- \( Q \) — количество теплоты,
- \( m \) — масса воды,
- \( c \) — удельная теплоёмкость воды,
- \( \Delta T \) — изменение температуры.
Сначала найдем массу воды. Поскольку плотность воды составляет 1000 кг/м³ и объем воды равен 14 л (или 0.014 м³):
\[ m = \text{объем} \times \text{плотность} = 14 \, \text{л} \times 1 \, \text{кг/л} = 14 \, \text{кг} \]
Теперь найдем количество теплоты, которое было получено от сгоревшего горючего. Сначала определим, сколько энергии выделилось при сжигании 0,07 кг горючего:
\[ Q_{\text{горючее}} = m_{\text{горючее}} \cdot Q_h = 0,07 \, \text{кг} \cdot 10 \, \text{МДж/кг} = 0,07 \cdot 10^6 \, \text{Дж} = 70000 \, \text{Дж} \]
Однако, нагревательная установка имеет КПД 46%, поэтому фактическое количество тепла, которое передано воде, рассчитывается как:
\[ Q = Q_{\text{горючее}} \cdot \text{КПД} = 70000 \, \text{Дж} \cdot 0,46 = 32200 \, \text{Дж} \]
Теперь мы можем решить уравнение для ΔT:
\[ Q = m \cdot c \cdot \Delta T \]
\[ 32200 = 14 \cdot 4200 \cdot \Delta T \]
Теперь найдём произведение \( 14 \cdot 4200 \):
\[ 14 \cdot 4200 = 58800 \]
Теперь заменим в уравнении:
\[ 32200 = 58800 \cdot \Delta T \]
Теперь найдем \( \Delta T \):
\[ \Delta T = \frac{32200}{58800} \approx 0,547 \, °C \]
Теперь найдем конечную температуру воды:
\[ T_{\text{конечная}} = T_{\text{начальная}} + \Delta T = 7 \, °C + 0,547 \, °C \approx 7,547 \, °C \]
Округляя до целых:
\[ T_{\text{конечная}} \approx 8 \, °C \]
Таким образом, температура нагретой воды составляет примерно 8 °C.