На газовой плите воду в чайнике нагрели до кипения (100 °C) за 15 мин. Чему равна масса газа, сгорающего за 1 с, если в чайнике было 3 л воды при температуре 20 °C? Теплообменом с окружающей средой и чайником можно пренебречь.

Примем, что в плите сгорает природный газ с удельной теплотой сгорания 4,4·10⁷ Дж/кг. Плотность воды примем равной 1 кг/л.

1. Масса воды: m = 3 л · 1 кг/л = 3 кг.
2. Изменение температуры: ΔT = 100 °C − 20 °C = 80 °C.
3. Теплота, полученная водой: Q = cmΔT = 4200 Дж/(кг·°C) · 3 кг · 80 °C = 1 008 000 Дж.
4. Время нагревания: t = 15 мин = 900 с. Масса газа, необходимая для передачи этой теплоты: m_г = Q/q = 1 008 000/(4,4·10⁷) ≈ 0,0229 кг.
5. Расход газа за 1 с: 0,0229 кг / 900 с ≈ 2,5·10⁻⁵ кг/с.

Ответ: примерно 2,5·10⁻⁵ кг газа за 1 с (при принятой удельной теплоте сгорания природного газа).