Решение задачи по физике. КПД газовой конфорки 43%. Найдите массу газа, который потребовался для того, чтобы довести до кипения на ней 2,5 л воды в чайнике массой 0,5 кг при начальной температуре 15 градусов.
Удельная теплоёмкость воды 4200Дж/(кг*К), плотность воды 1000кг/м3, теплоёмкость чайника 600Дж/К, теплота сгорания газа 34*10^6 Дж/м3
(Запишите в ответе только число, выраженное в кг, округленное до сотых).

Предыдущий
вопрос Следующий
вопрос

Для начала нужно найти количество теплоты, необходимое для нагревания воды и чайника до кипения:
Q = (m_ch + m_w) c_w (T_boil - T_start) + m_ch c_ch (T_boil - T_start),
где m_ch - масса чайника, m_w - масса воды, c_w - удельная теплоемкость воды, c_ch - теплоемкость чайника, T_boil - температура кипения, T_start - начальная температура.

m_ch = 0.5 кг
m_w = 2.5 л = 2.5 кг (плотность воды 1000 кг/м^3)
c_w = 4200 Дж/(кг*К)
c_ch = 600 Дж/К
T_start = 15 градусов
T_boil = 100 градусов

Q = (0.5 + 2.5) 4200 (100 - 15) + 0.5 600 (100 - 15) = 1432500 Дж

Затем найдем объем газа, который сгорел:
V = Q / Q_gas,
где Q_gas - теплота сгорания газа

Q_gas = 34*10^6 Дж/м^3

V = 1432500 / (34*10^6) = 0.0421 м^3 = 42.1 л

Так как КПД газовой конфорки 43%, то реально потребляется:
V_real = V / КПД = 42.1 / 0.43 = 97.9 л

Далее найдем массу газа, которая потребовалась:
m_gas = V_real * P_gas,
где P_gas - плотность газа

Предположим, что плотность газа равна 1 кг/м^3 (обычно газ примерно в 1000 раз легче воздуха).

m_gas = 97.9 * 1 = 97.9 кг

Ответ: 97.9 кг.