При нагревании на спиртовке 200 г воды от температуры 20°С до 90°С было затрачено 6 г спирта. Определите КПД спиртовки
Для определения коэффициента полезного действия (КПД) спиртовки, сначала необходимо рассчитать количество тепла, которое было передано воде, чтобы нагреть её от 20°C до 90°C, а затем вычислить КПД на основе затраченного спирта.
Вычислим количество теплоты для нагрева воды: Используем формулу тепла: \[ Q = mc\Delta T \] где:
- \( m \) — масса воды (200 г = 0,2 кг),
- \( c \) — удельная теплоемкость воды (приблизительно 4200 Дж/(кг·°C)),
- \( \Delta T \) — изменение температуры (90°C - 20°C = 70°C).
Подставим значения в формулу: \[ Q = 0,2 \, \text{кг} \times 4200 \, \text{Дж/(кг·°C)} \times 70 \, \text{°C} = 58800 \, \text{Дж} \]
Вычислим количество теплоты, выделяющегося при сгорании спирта: Удельная теплота сгорания этанола примерно равна 30 МДж/кг (или 30000 Дж/г). Если было затрачено 6 г спирта, то: \[ Q_{\text{спирта}} = 6 \, \text{г} \times 30000 \, \text{Дж/г} = 180000 \, \text{Дж} \]
Вычислим КПД спиртовки: КПД вычисляется по формуле: \[ КПД = \frac{Q_{\text{полезное}}}{Q_{\text{полное}}} \times 100\% \] Подставляя значения: \[ КПД = \frac{58800 \, \text{Дж}}{180000 \, \text{Дж}} \times 100\% \approx 32.67\% \]
Таким образом, коэффициент полезного действия спиртовки составляет примерно 32.67%. Этот вариант показывает, что некоторая часть энергии теряется, что вполне нормально для таких устройств.
