Воду массой 0.4 кг нагрели на спиртовке от 20 ºС до 80 ºС и сожгли 8.75 см^3 спирта. Определите КПД спиртовки, если плотность спирта равна 800 кг/м^3

Предыдущий
вопрос Следующий
вопрос

Для начала найдем количество теплоты, которое передалось воде:

Q = mcΔt,

где m - масса воды, c - удельная теплоемкость воды (4186 Дж/(кг·°C)), Δt - изменение температуры.

m = 0.4 кг

c = 4186 Дж/(кг·°C)

Δt = 80 ºC - 20 ºC = 60 ºC

Q = 0.4 кг 4186 Дж/(кг·°C) 60 ºC = 100584 Дж

Теплоту, выделившуюся при сгорании спирта, найдем по формуле:

Qспирт = VρгорениесρспиртQгорения,

где V - объем сгоревшего спирта, ρгорение - плотность горения спирта (800 кг/м^3), ρспирт - плотность спирта, Qгорения - теплота сгорания спирта (30 МДж/кг).

V = 8.75 см^3 = 8.75 * 10^-6 м^3

ρгорение = 800 кг/м^3

ρспирт = 800 кг/м^3

Qгорения = 30 МДж/кг = 30 * 10^6 Дж/кг

Qспирт = 8.75 10^-6 м^3 800 кг/м^3 30 10^6 Дж/кг = 2100 Дж

КПД спиртовки можно вычислить по формуле:

η = (полезная работа) / (затраченная энергия) = Q / Qспирт = 100584 Дж / 2100 Дж ≈ 47.90%

КПД спиртовки составляет примерно 47.90%.