Взяли 2,5 кг воды и нагрели на костре от 20 гр.цельсия до 100 гр.цельсия. При этом ушло 0,6 кг сосновых дров. Определить КПД этой системы.

Предыдущий
вопрос Следующий
вопрос

Для определения КПД системы необходимо найти количество полученной теплоты и количество затраченной энергии на нагрев воды.

Для расчета количества полученной теплоты используем формулу:
Qполуч = mcΔT,
где m - масса воды, c - удельная теплоемкость воды (4,186 Дж/(г*°C)), ΔT - изменение температуры.

Qполуч = 2,5 кг 4,186 Дж/(г°C) (100 °C - 20 °C) = 2,5 кг 4,186 Дж/(г°C) 80 °C = 837,2 кДж.

Теперь найдем количество затраченной энергии на нагрев воды:
Qзатр = mдр*Qдр, где mдр - масса сосновых дров, Qдр - теплота сгорания сосновых дров.

Qзатр = 0,6 кг * Qдр.

Теплота сгорания сосновых дров может колебаться, но для упрощения расчетов можно принять значение около 16-18 МДж/кг.

Qзатр = 0,6 кг 17 МДж/кг = 10,2 МДж = 10,2 10^6 кДж.

КПД системы можно найти по формуле:
η = Qполуч / (Qполуч + Qзатр).

Подставляем значения:
η = 837,2 кДж / (837,2 кДж + 10,2 * 10^6 кДж) ≈ 0,077.

КПД системы при таких условиях составляет около 7,7%.