При нагревании на спиртовке 70 г воды от 20 °С до 80 °С было израсходовано 8 г спирта. Чему равно КПД спиртовки? Удельная теплоёмкость воды равна 4,2 кДж/(кг ∙ ºС), удельная…
При нагревании на спиртовке 70 г воды от 20 °С до 80 °С было израсходовано 8 г спирта. Чему равно КПД спиртовки? Удельная теплоёмкость воды равна 4,2 кДж/(кг ∙ ºС), удельная теплота сгорания спирта — 29 МДж/кг. Ответ укажите в % и округлите до десятых.
Для решения этой задачи нам необходимо использовать закон сохранения энергии, так как в процессе нагревания потери тепла через емкость пренебрегаются. КПД (КПД = КПДполученное / КПДидеальное) спиртовки можно определить по формуле:
КПД = (Qполученное / Qидеальное) * 100%,
где:
- Qполученное - фактический тепловой эффект, которым обладает спиртовка;
- Qидеальное - тепловой эффект, который можно было бы получить, если бы энергия была полностью использована.
Для начала определим тепловые эффекты:
Тепловой эффект, полученный от нагревания воды:
Q1 = m * c * ΔT, где:- m = 70 г (масса воды),
- c = 4,2 кДж/(кг * ºС) (удельная теплоемкость воды),
- ΔT = Tконечная - Тначальная = 80 ºС - 20 ºС = 60 ºС.
Подставляя значения: Q1 = 70 г * 4,2 кДж/(кг * ºС) * 60 ºС = 17640 кДж.
Тепловой эффект, полученный от сгорания спирта:
Q2 = m * q, где:- m = 8 г (израсходованный спирт),
- q = 29 МДж/кг = 29 * 10^6 кДж/кг (удельная теплота сгорания спирта).
Подставляя значения: Q2 = 8 г * 29 * 10^6 кДж/кг = 232000 кДж.
Теперь можем вычислить КПД спиртовки: КПД = (Q1 / Q2) * 100% = (17640 кДж / 232000 кДж) * 100% ≈ 7,6%.
Итак, КПД спиртовки при подогреве 70 г воды от 20 °C до 80 °C равен примерно 7,6%, округлено до десятых.
