4. На спиртовке нагрели 175 г воды от 15 °C до 75 °C. Начальная масса спиртовки со спиртом была равна 163 г, а по окончании нагревания — 157 г. Найдите КПД нагревательной установки.

Полезная энергия пошла на нагревание воды. Масса воды \(m_{в}=0.175\text{ кг}\), изменение температуры \(\Delta t=75-15=60\text{ °C}\).

\(Q_{пол}=c m_{в}\Delta t=4200\cdot0.175\cdot60=44100\text{ Дж}\).

Масса сгоревшего спирта: \(m_{с}=163-157=6\text{ г}=0.006\text{ кг}\). При \(q=27\cdot10^6\text{ Дж/кг}\) выделившаяся энергия равна:

\(Q_{выд}=qm_{с}=27\cdot10^6\cdot0.006=162000\text{ Дж}\).

КПД установки:

\(\eta=\dfrac{Q_{пол}}{Q_{выд}}\cdot100\%=\dfrac{44100}{162000}\cdot100\%\approx27.2\%\).

Ответ: КПД нагревательной установки примерно 27%.