На спиртовке нагрели 200 граммов воды от 20 градусов до кипения и 10 испарили сожгли 20 грамм спирта Определить КПД

Предыдущий
вопрос Следующий
вопрос

КПД (коэффициент полезного действия) равен отношению полезной работы к затраченной энергии.

Затраченная энергия:

Для нагревания воды до кипения:
Q1 = mcΔt, где
m - масса воды (200 г),
c - удельная теплоемкость воды (4,18 Дж/(г°C)),
Δt - изменение температуры (для перехода от 20°C до кипения 100°C: 100-20=80°C).
Q1 = 200 г 4,18 Дж/(г°C) 80°C = 6692 Дж

Затраченная энергия на испарение воды в пар:
Q2 = ml, где
m - масса испаренной воды (10 г),
l - удельная теплота испарения воды (2260 Дж/г).
Q2 = 10 г * 2260 Дж/г = 22600 Дж

Затраченная энергия на сжигание спирта:
Q3 = 20 г q, где
q - теплота сгорания спирта (около 30 кДж/г = 30000 Дж/г).
Q3 = 20 г 30000 Дж/г = 600000 Дж

Итак, общая затраченная энергия:
Q = Q1 + Q2 + Q3 = 6692 + 22600 + 600000 = 629292 Дж

Полезная работа - это испаренная вода. Ее удельная теплота испарения равна удельной теплоемкости испаренного вещества умноженное на температуру испарения:
Qп = ml = 10 г * 2260 Дж/г = 22600 Дж

Теперь можно найти КПД:
КПД = Qп / Q 100% = 22600 Дж / 629292 Дж 100% ≈ 3,59%

КПД равен примерно 3,59%