7. На газовую плиту поставили чайник, вмещающий 3 л воды при 20 °C. Какое количество природного газа было израсходовано, если после кипячения в чайнике оказалось 2,5 л воды? КПД плиты 30 %.

Условно принимаем плотность воды равной 1 кг/л. Тогда масса воды первоначально 3 кг, а испарилось \(3-2.5=0.5\) кг. По таблице: \(c=4200\) Дж/(кг·°C), \(r=23\cdot10^5\) Дж/кг, теплота сгорания природного газа \(q=4.6\cdot10^7\) Дж/кг.

Полезная теплота пошла на нагревание всей воды до 100 °C и испарение 0,5 кг: \(Q=cm\Delta t+rm_{исп}\).

\(Q=4200\cdot3\cdot(100-20)+23\cdot10^5\cdot0.5=1008000+1150000=2158000\) Дж.

С учётом КПД \(\eta=0.30\), энергия топлива \(Q_{т}=Q/\eta=2158000/0.30\approx7193333\) Дж.

Масса газа: \(m_{г}=Q_{т}/q\approx7193333/(4.6\cdot10^7)\approx0.156\) кг.

Ответ: примерно 0,16 кг природного газа.