Вопрос школьника
При нагревании на спиртовке воды от 20 до 80 °С было израсходовано 8 г спирта. Чему равна масса воды, если КПД спиртовки составляет 31,5%?
Ответ от учителя
Для решения данной задачи необходимо воспользоваться формулой для расчета количества тепла, выделяющегося при сгорании спирта:
Q = m*C*ΔT,
где Q — количество тепла, выделяющегося при сгорании спирта, m — масса спирта, C — удельная теплоемкость воды, ΔT — изменение температуры воды.
Так как известно, что при нагревании воды от 20 до 80 °С было израсходовано 8 г спирта, то можно записать:
m = 8 г.
Также известно, что КПД спиртовки составляет 31,5%, что означает, что только 31,5% энергии, выделяющейся при сгорании спирта, используется для нагревания воды. Следовательно, можно записать:
Q = 0,315*m*Qспирта,
где Qспирта — количество тепла, выделяющегося при сгорании 1 г спирта.
Значение Qспирта можно найти в таблицах физических величин и равно примерно 30 кДж/г.
Теперь можно выразить массу воды, используя известные значения:
Q = m*C*ΔT = 0,315*m*Qспирта,
C*ΔT = 0,315*Qспирта,
C*60 = 0,315*30,
C = 0,1575 кДж/(г*°C).
Тогда:
m*C*ΔT = 0,315*m*Qспирта,
m*0,1575*60 = 0,315*m*30,
m = 240 г.
Ответ: масса воды, нагретой от 20 до 80 °С при израсходовании 8 г спирта на спиртовке с КПД 31,5%, равна 240 г.
