При нагревании воды массой 602 г от 37° до 64° сожгли 3.3 дизельного топлива. определи коэффициент полезного действия использованной нагревательной установки
Чтобы определить коэффициент полезного действия (КПД) нагревательной установки, нам понадобятся некоторые исходные данные и формулы.
КПД (η) можно вычислить по формуле:
\[ \eta = \frac{Q_{полезное}}{Q_{поступившее}} \times 100\% \]
где:
- \( Q_{полезное} \) — это количество теплоты, переданное воде (полезная работа);
- \( Q_{поступившее} \) — это количество теплоты, полученное от сожженного топлива.
Шаг 1: Расчет полезного количества теплоты \( Q_{полезное} \)
Для расчета \( Q_{полезное} \) используем формулу:
\[ Q = m \cdot c \cdot \Delta T \]
где:
- \( m \) — масса воды (602 г = 0,602 кг),
- \( c \) — удельная теплоёмкость воды (около 4184 Дж/(кг·°C)),
- \( \Delta T \) — изменение температуры (64°C - 37°C = 27°C).
Подставим значения:
\[ Q_{полезное} = 0,602 \, \text{кг} \cdot 4184 \, \text{Дж/(кг·°C)} \cdot 27 \, \text{°C} \]
\[ Q_{полезное} = 0,602 \cdot 4184 \cdot 27 \approx 0,602 \cdot 112968 \]
\[ Q_{полезное} \approx 67830,336 \, \text{Дж} \]
Шаг 2: Расчет количества теплоты, полученного от сожженного топлива \( Q_{поступившее} \)
Для этого нужно знать теплотворную способность дизельного топлива, которая составляет примерно 35 MJ/кг (или 35,000,000 Дж/кг). Предположим, что 3.3 кг дизельного топлива сожгли.
Тогда:
\[ Q_{поступившее} = 3.3 \, \text{кг} \cdot 35,000,000 \, \text{Дж/кг} \]
\[ Q_{поступившее} = 115500000 \, \text{Дж} \]
Шаг 3: Расчет КПД
Теперь подставим значения в формулу для расчета КПД:
\[ \eta = \frac{Q_{полезное}}{Q_{поступившее}} \times 100\% \]
\[ \eta = \frac{67830,336 \, \text{Дж}}{115500000 \, \text{Дж}} \times 100\% \]
\[ \eta \approx 0,0587 \times 100\% \]
\[ \eta \approx 5,87\% \]
Таким образом, коэффициент полезного действия использованной нагревательной установки составляет примерно 5,87%. Это довольно низкий показатель, что может указывать на неэффективную работу нагревательной установки.
