С1. Чему равен КПД спиртовки, если на ней нагрели воду массой 150 г от 10 до 60 °C, при этом затратили 5 г спирта? Удельная теплоёмкость воды 4200 Дж/(кг·°C), удельная теплота сгорания спирта 26 МДж/кг.

Полезная энергия пошла на нагрев воды. Переведём величины в единицы СИ: \(m_{в} = 0{,}150\text{ кг}\), \(m_{с} = 0{,}005\text{ кг}\), \(\Delta t = 60 - 10 = 50\text{ °C}\), \(q = 26\,000\,000\text{ Дж/кг}\).

Количество теплоты, полученное водой:

\(Q_{пол} = c m_{в}\Delta t = 4200 \cdot 0{,}150 \cdot 50 = 31\,500\text{ Дж}\).

Энергия, выделившаяся при сгорании спирта:

\(Q_{зат} = q m_{с} = 26\,000\,000 \cdot 0{,}005 = 130\,000\text{ Дж}\).

КПД: \(\eta = \frac{Q_{пол}}{Q_{зат}} \cdot 100\% = \frac{31\,500}{130\,000} \cdot 100\% \approx 24{,}2\%\).

Ответ: КПД спиртовки примерно 24 %.