1. В керосиновой горелке с КПД 90% сгорело 3 г керосина. Какую массу воды можно нагреть на горелке от 20°С до кипения? Удельная теплоемкость воды 4200 Дж/кг °С, удельная теплота сгорания керосина 4,6*107 Дж/кг) 2. Каков КПД нагревателя, если он за 2 минуты плавит 20 г льда, взятого при температуре плавления? Сила тока в цепи 2 А, напряжение 220 В. Удельная теплота плавления льда 340000 Дж/кг

Решение:

1. 1. Масса воды, которую можно нагреть:
   1. Выделенная энергия при сгорании керосина:
      Q_сгор = q * m = 4.6*10⁷ Дж/кг * 0.003 кг = 138000 Дж
   2. Полезная энергия, идущая на нагрев воды (с учетом КПД):
      Q_полезная = Q_сгор * КПД = 138000 Дж * 0.90 = 124200 Дж
   3. Формула для нагрева воды:
      Q_полезная = c * m_воды * ΔT, где c — удельная теплоемкость воды, m_воды — масса воды, ΔT — изменение температуры.
   4. Расчет массы воды:
      m_воды = Q_полезная / (c * ΔT) = 124200 Дж / (4200 Дж/(кг·°С) * (100°С - 20°С)) = 124200 Дж / (4200 Дж/(кг·°С) * 80°С) = 124200 Дж / 336000 Дж/кг ≈ 0.37 кг
2. 2. КПД нагревателя:
   1. Количество теплоты, необходимое для плавления льда:
      Q_пл = λ * m, где λ — удельная теплота плавления льда, m — масса льда.
      Q_пл = 340000 Дж/кг * 0.020 кг = 6800 Дж
   2. Количество теплоты, выделившееся в цепи (работа тока):
      A = U * I * t, где U — напряжение, I — сила тока, t — время.
      A = 220 В * 2 А * 120 с = 52800 Дж
   3. КПД нагревателя:
      КПД = (Q_пл / A) * 100% = (6800 Дж / 52800 Дж) * 100% ≈ 12.88%

Ответ: 1. Примерно 0.37 кг. 2. Примерно 12.88%.