На спиртовке нагревают 500г воды, взятой при температуре 20°С. КПД процесса 45%. Какая масса спирта потребовалась для нагревания воды до температуры кипения?

Предыдущий
вопрос Следующий
вопрос

Для нагревания воды от 20°С до температуры кипения (100°С) нужно пройти 80 градусов. Теплоемкость воды составляет 4,18 Дж/(г*градус).

Q = mcΔT,

где Q - количество теплоты, m - масса воды, c - теплоемкость вещества (для воды), ΔT - изменение температуры.

Q = 500г 4,18 Дж/(гградус) * 80 = 16720 Дж.

Так как КПД процесса составляет 45%, то справедливо утверждение, что 45% от потраченной энергии уходит на нагревание воды, а остальные 55% - на потери.

Для расчета количества потраченной энергии на нагревание воды, нужно поделить 16720 Дж на КПД:

Q_вода = 16720 Дж / 0,45 = 37155 Дж.

Теперь найдем количество спирта, необходимого для передачи данного количества энергии:

Q_спирт = Q_вода,

m_спирт c_спирт ΔT = 37155 Дж,

где m_спирт - масса спирта, c_спирт - теплоемкость спирта, ΔT - изменение температуры.

По таблицам теплоемкостей веществ, теплоемкость спирта составляет примерно 2,4 Дж/(г*градус).

m_спирт 2,4 Дж/(гградус) * ΔT = 37155 Дж,

m_спирт = 37155 Дж / (2,4 Дж/(гградус) 80) ≈ 617 г.

Итак, для нагревания 500г воды до температуры кипения потребуется примерно 617 г спирта.