Определить КПД самовара, если для нагревания в нëм 6л воды от 10 до 100°С требуется сжечь 0,15 кг каменного угля

Для определения коэффициента полезного действия (КПД) самовара, нам необходимо рассчитать, сколько энергии используется для нагревания воды, и сколько энергии было получено от сжигания угля.

1. Расчет энергии, необходимой для нагрева воды: Энергия, необходимая для нагрева воды, может быть рассчитана по формуле: \[ Q = mc\Delta T \] где: \( Q \) — количество теплоты (энергия), \( m \) — масса воды (в кг), \( c \) — удельная теплоемкость воды (примерно 4,186 кДж/(кг·°C)), \( \Delta T \) — изменение температуры (в °C).

   В нашем случае:

   • Масса воды \( m = 6 \, \text{л} = 6 \, \text{кг} \) (1 литр воды ≈ 1 кг)
   • Начальная температура \( T_1 = 10 \, °C \)
   • Конечная температура \( T_2 = 100 \, °C \)
   • Изменение температуры \( \Delta T = T_2 - T_1 = 100 - 10 = 90 \, °C \)

   Подставляем значения в формулу: \[ Q = 6 \, \text{кг} \times 4,186 \, \text{кДж/(кг·°C)} \times 90 \, °C = 6 \times 4,186 \times 90 \] \[ Q = 2260,68 \, \text{кДж} \]

2. Расчет энергии, полученной от сжигания угля: Энергия, выделяемая при сжигании каменного угля, составляет около 24 МДж/кг. Таким образом, для 0,15 кг угля: \[ E = 0,15 \, \text{кг} \times 24 \, \text{МДж/кг} = 3,6 \, \text{МДж} = 3600 \, \text{кДж} \]

3. Расчет КПД: Теперь мы можем найти КПД, используя следующую формулу: \[ \text{КПД} = \frac{Q}{E} \times 100\% \] Подставляем известные значения: \[ \text{КПД} = \frac{2260,68 \, \text{кДж}}{3600 \, \text{кДж}} \times 100\% \] \[ \text{КПД} \approx 62,7\% \]

Таким образом, эффективность (КПД) самовара составляет приблизительно 62,7%.