Задача 4. При нагревании 1 кг воды от 20 °C до 100 °C на электроплитке было затрачено 400 кДж энергии. Определите, какая часть энергии пошла на нагрев воды, а какая была потеряна в окружающую среду. Найдите КПД процесса.

Полезная энергия пошла на нагрев воды. Для воды принимаем удельную теплоёмкость \(c = 4200\) Дж/(кг·°C).

Изменение температуры: \(\Delta t = 100 - 20 = 80\) °C.

Теплота, полученная водой: \(Q_{\text{в}} = cm\Delta t = 4200 \cdot 1 \cdot 80 = 336000\) Дж = 336 кДж.

Потери в окружающую среду: \(Q_{\text{пот}} = 400 - 336 = 64\) кДж.

КПД процесса: \(\eta = \frac{336}{400} \cdot 100\% = 84\%\).

Ответ: на нагрев воды пошло 336 кДж, потеряно 64 кДж; КПД — 84%.