Задача №52. Определение КПД спиртовки

При нагревании на спиртовке двухсот грамм воды от температуры двадцать градусов Цельсия до температуры девяносто градусов Цельсия было затрачено шесть грамм спирта. Удельная теплоёмкость воды равна четыре тысячи двести Дж/(кг×°C). Удельная теплота сгорания топлива тридцать миллионов Джоулей на килограмм.
Необходимо: определить коэффициент полезного действия спиртовки.

Дано: m1=200 г=0,2 кг; m2=6 г=0,006 кг; c1=4200 Дж/(кг×°C); q=3×10-7 Дж/кг; t1=20°C; t2=90°C
Найти: η -?

Решение

Коэффициент полезного действия тепловой машины (в нашем случае спиртовки) равен отношению полезной энергии (количество теплоты (Q2), израсходованное на нагрев воды) к энергии, которая выделилась при сгорании топлива (количество теплоты (Q1), отданное нагревателем)

{eta}={Q_2/Q_1}*100%

Определим количество теплоты, затраченное при сгорании топлива

Q_1=q*m={3*10^7}*0,006=180000 Дж

Определим количество теплоты, затраченное на нагревание воды

Q_2=c_1*m_1*(t_2-t_1)=4200*0,2*(90-20)=58800 Дж

Коэффициент полезного действия спиртовки

{eta}=Q_2/Q_1={58800/180000}*100%=32,67%

Ответ: коэффициент полезного действия спиртовки равен тридцать два целых шестьдесят семь сотых процентов

Поделитесь с друзьями:

Задача №51. Определение количества теплоты

Три килограмма воды, находившейся при температуре двадцать градусов Цельсия, вскипятили в алюминиевом чайнике массой один килограмм. Удельная теплоёмкость воды равна четыре тысячи двести Дж/(кг×°C), удельная теплоёмкость алюминия равна девятьсот двадцать Дж/(кг×°C)
Необходимо: определить количество теплоты, затраченное при этом процессе.

Дано: m1=1 кг; c1=920 Дж/(кг×°C); m2=3 кг; c2=4200 Дж/(кг×°C);
t1=20 °C; t2=100 °C

Найти: Q — ?

Решение

Определим количество теплоты, полученное чайником

Q_1=c_1*m_1*(t_2-t_1)=920*1*(100-20)=73600 Дж

Определим количество теплоты, полученное водой

Q_2=c_2*m_2*(t_2-t_1)=4200*3*(100-20)=1008000 Дж

Определим количество теплоты, затраченное на нагревание чайника и воды

Q=Q_1+Q_2=73600+1008000=1081600 Дж

Ответ: на нагревание трёх литров воды до состояния кипения было израсходовано количество теплоты равное одному миллиону восемьдесят одной тысяче шестистам Джоулей.

Поделитесь с друзьями: