Расчёт КПД: На спиртовке нагрели 300 г воды от 20 °С до 80 °С, при этом сгорело 6 г спирта. Определите КПД нагревателя.

Краткая запись:

• Масса воды (m_в): 300 г = 0,3 кг
• Начальная температура (t₁): 20 °С
• Конечная температура (t₂): 80 °С
• Масса спирта (m_с): 6 г = 0,006 кг
• Удельная теплота сгорания спирта (q): 2,7 * 10⁷ Дж/кг
• Удельная теплоемкость воды (c): 4200 Дж/(кг·°С)
• Найти: КПД (η) — ?

Пошаговое решение:

1. Рассчитаем количество теплоты (Q_{полезное}), полученное водой: \( Q_{полезное} = m_в \cdot c \cdot (t_2 - t_1) \)
   \( Q_{полезное} = 0,3 \cdot 4200 \cdot (80 - 20) = 0,3 \cdot 4200 \cdot 60 = 75600 \) Дж
2. Рассчитаем количество теплоты (Q_{затраченное}), выделившееся при сгорании спирта: \( Q_{затраченное} = m_с \cdot q \)
   \( Q_{затраченное} = 0,006 \cdot 2,7 \cdot 10^7 = 162000 \) Дж
3. Рассчитаем КПД нагревателя (η): \( η = \frac{Q_{полезное}}{Q_{затраченное}} \cdot 100\% \)
   \( η = \frac{75600}{162000} \cdot 100\% = 46,7\% \)

Ответ: 46,7%