На газовой плите КПД которого 0,3 вскипятили 200 мл воды в алюминиевой кастрюле массой 150 грамма. Какова первоначальная температура воды, если масса сгоревшего газа 0,4 грамма

Предыдущий
вопрос Следующий
вопрос

Для решения данной задачи нам нужно использовать законы сохранения энергии и теплоты.

Сначала найдем количество теплоты, выделившееся при сгорании газа. Это можно сделать по формуле:

Q = m_gas c_gas ΔT

где:
Q - количество теплоты, выделившееся (Дж)
m_gas - масса сгоревшего газа (кг)
c_gas - удельная теплоёмкость газа (примем равной удельной теплоёмкости воздуха, примерно 1 кДж/(кг·K))
ΔT - изменение температуры газа (K)

Подставляем в формулу известные данные:

Q = 0,4 г / 1000 1 кДж/(кг·K) ΔT
Q = 0,0004 * ΔT кДж

Теплота, выделившаяся при сгорании газа, равна теплоте, поглощенной водой и кастрюлей для нагревания. Для расчета теплоты, поглощенной водой, можно использовать следующее соотношение:

Q = m_water c_water ΔT

где:
Q - количество поглощенной теплоты (Дж)
m_water - масса воды (кг)
c_water - удельная теплоёмкость воды (примерно 4,1868 кДж/(кг·K))
ΔT - изменение температуры воды (K)

Подставляем в формулу известные данные:

Q = 0,2 кг 4,1868 кДж/(кг·K) (T_final - T_initial)
Q = 0,83736 * (T_final - T_initial) кДж

Поскольку теплота, выделившаяся при сгорании газа, равна теплоте, поглощенной водой, можем приравнять два значения:

0,0004 ΔT = 0,83736 (T_final - T_initial)

Подставив значение КПД (0,3), получим окончательное уравнение:

0,3 0,0004 ΔT = 0,83736 * (T_final - T_initial)

Решив это уравнение, получим значение первоначальной температуры воды (T_initial).