6. Ознакомьтесь с решением Задачи. Задача. На спиртовке нагрели 300 г воды на 60 °С и сожгли при этом 7 г спирта. Определите КПД спиртовки. Дано: m воды = 300 г = 0,3 кг Δt = 60 °C Решение: По определению η = Q полезное Q затрачен . 100 %.

Решение:

Для определения КПД спиртовки нам нужно знать количество полезно затраченной энергии (нагрев воды) и общее количество энергии, выделившееся при сгорании спирта.

1. Найдем количество теплоты, которое пошло на нагрев воды (Q_{полезное}):

Используем формулу:

\[ Q_{полезное} = c \times m \times Δt \]

Где:

• \( c \) — удельная теплоемкость воды \( = 4200 \text{ Дж/(кг} °\text{C)} \)
• \( m \) — масса воды \( = 0,3 \text{ кг} \)
• \( Δt \) — изменение температуры \( = 60 \text{ °C} \)

\[ Q_{полезное} = 4200 \text{ Дж/(кг} °\text{C)} \times 0,3 \text{ кг} \times 60 \text{ °C} = 75600 \text{ Дж} \]

2. Найдем общее количество теплоты, выделившееся при сгорании спирта (Q_{затраченное}):

Используем формулу:

\[ Q_{затраченное} = q \times m_{спирта} \]

Где:

• \( q \) — удельная теплота сгорания спирта. Возьмем типичное значение \( q = 30 \times 10^6 \text{ Дж/кг} \) (для этанола).
• \( m_{спирта} \) — масса сожженного спирта \( = 7 \text{ г} = 0,007 \text{ кг} \)

\[ Q_{затраченное} = 30 \times 10^6 \text{ Дж/кг} \times 0,007 \text{ кг} = 210000 \text{ Дж} \]

3. Найдем КПД спиртовки (η):

Используем формулу:

\[ η = \frac{Q_{полезное}}{Q_{затраченное}} \times 100\% \]

\[ η = \frac{75600 \text{ Дж}}{210000 \text{ Дж}} \times 100\% = 0,36 \times 100\% = 36\% \]

Ответ: КПД спиртовки составляет 36 %.