С помощью какого топлива удастся быстрее вскипятить воду: сухих дров, каменного угля, бензина или спирта
Краткий ответ: теоретически быстрее всего — бензин: у него наибольшая удельная теплота сгорания. На практике бензин для кипячения воды не используют — это пожароопасно.
Почему так. При полном сгорании топлива выделяется теплота
\[ Q=qm, \]
где \(q\) — удельная теплота сгорания, \(m\) — масса топлива. Для нагревания воды нужно
\[ Q=cm\Delta T. \]
Если массы топлива и потери тепла одинаковы, больше тепла даст топливо с большим \(q\). Примерные значения:
| Топливо | \(q\), МДж/кг |
|---|---|
| сухие дрова | около 10 |
| каменный уголь | около 27 |
| спирт | около 27 |
| бензин | около 46 |
У бензина \(q\) наибольшая, поэтому при одинаковой массе он выделит больше энергии и вода закипит быстрее — в рамках школьной модели.
Проверка. Чтобы нагреть 1 кг воды от 20 до 100 °C, нужно
\[ Q=4200\cdot1\cdot80=336\,000\ \text{Дж}. \]
Идеально без потерь бензина потребовалось бы
\[ m=\frac{336\,000}{46\,000\,000}\approx0{,}0073\ \text{кг}, \]
то есть около 7 г. Угля или спирта — примерно 12 г, сухих дров — около 34 г. Значит, бензина нужно меньше всего.
Важно: реальное время зависит ещё и от скорости горения, доступа воздуха и теплопотерь, поэтому строго «быстрее» — это не только сравнение \(q\).
