648(643). Бытовой газовый водонагреватель проточного типа имеет полезную мощность 21 кВт и КПД 80%. Сколько времени будет нагреваться в нагревателе ванна вместимостью 200 л воды на 24 °C, и каков расход газа (в литрах) за это время? При сгорании 1 м³ природного газа выделяется энергия 36 МДж.

Дано: объём воды 200 л, значит её масса примерно 200 кг; повышение температуры 24 °C; полезная мощность 21 кВт; КПД 0,80; теплота сгорания газа 36 МДж/м³. Принимаем удельную теплоёмкость воды равной 4200 Дж/(кг·°C).

Количество теплоты для нагрева воды:

\(Q=cm\Delta t=4200\cdot200\cdot24=20\,160\,000\) Дж = 20,16 МДж.

Время нагрева при полезной мощности 21 кВт:

\(t=Q/P=20\,160\,000/21\,000=960\) с = 16 мин.

С учётом КПД затраченная энергия топлива равна \(Q_{топл}=Q/0.8=25.2\) МДж. Объём газа:

\(V=25.2/36=0.7\) м³ = 700 л.

Ответ: 16 минут; 700 л природного газа.