Для определения КПД спиртовки в данной задаче, нам нужно найти количество теплоты, необходимое для нагрева 200 г воды от 20 °C до 90 °C, и сравнить его с количеством энергии, высвобождаемой при сгорании спирта.
- Нахождение количества теплоты, необходимого для нагрева воды:
Формула для расчёта количества теплоты выглядит так:
[ Q = mc\Delta t ]
где:
- ( Q ) — количество теплоты (в джоулях);
- ( m ) — масса воды (в кг);
- ( c ) — удельная теплоемкость воды (( c = 4200 , \text{Дж/(кг·°C)} ));
- ( \Delta t ) — изменение температуры (в °C).
В нашем случае:
- ( m = 0.2 , \text{кг} ) (поскольку 200 г = 0.2 кг);
- ( \Delta t = 90°С - 20°С = 70°С ).
Подставим значения в формулу:
[ Q = 0.2 , \text{кг} \times 4200 , \text{Дж/(кг·°C)} \times 70 , °C ]
[ Q = 0.2 \times 4200 \times 70 = 58800 , \text{Дж} ]
- Нахождение энергии, выделяемой при сгорании 6 г спирта:
Для расчёта этого значения нам нужно знать, сколько энергии выделяет 1 грамм спирта. Удельная теплота сгорания этанола (основной компонент спирта) составляет примерно ( 30 , \text{МДж/кг} ) или ( 30 , \text{кДж/г} ).
Таким образом, для 6 г спирта:
[ Q_{спирт} = 6 , \text{г} \times 30 , \text{кДж/г} = 180 , \text{кДж} = 180000 , \text{Дж} ]
- Определение КПД:
КПД рассчитывается по формуле:
[ \eta = \frac{Q}{Q_{спирт}} \times 100% ]
Подставим найденные значения:
[ \eta = \frac{58800}{180000} \times 100% ]
[ \eta \approx 32.67 % ]
Таким образом, КПД спиртовки составляет примерно 32.67%.
