Неидеальная горелка. Определите, сколько природного газа нужно сжечь в горелке, чтобы 1 л воды, взятой при комнатной температуре (t₁ = 20 °C), довести до кипения и полностью превратить в пар, если КПД горелки равен 75%. Удельная теплоёмкость воды c = 4200 Дж/(кг·°C); удельная теплота парообразования воды L = 2260 кДж/кг; удельная теплота сгорания природного газа q = 44 МДж/кг; плотность воды ρ = 1000 кг/м³. Ответ выразите в граммах и округлите до десятых.

Масса воды: \(m_{\text{в}}=\rho V=1000\cdot0.001=1\) кг, поскольку 1 л = 0,001 м³.

Нагрев воды от 20 °C до 100 °C требует количества теплоты:

\(Q_1=m_{\text{в}}c(100-t_1)=1\cdot4200\cdot(100-20)=336000\) Дж = 336 кДж.

На превращение воды при температуре кипения в пар потребуется:

\(Q_2=m_{\text{в}}L=1\cdot2260=2260\) кДж.

Общее полезное количество теплоты: \(Q=Q_1+Q_2=336+2260=2596\) кДж = 2,596 МДж.

С учётом КПД \(\eta=0{,}75\), масса газа определяется из \(\eta mq=Q\):

\(m_{\text{г}}=\frac{Q}{\eta q}=\frac{2{,}596}{0{,}75\cdot44}\approx0{,}07867\) кг = 78,67 г.

Ответ: 78,7 г природного газа.