Вопрос школьника
Сколько нужно сжечь керосина в керосинке, чтобы довести от 15 °С до кипения 3 кг воды, если КПД керосинки 30%?
Ответ от учителя
Для решения данной задачи необходимо использовать формулу теплового баланса:
Q1 = Q2
где Q1 — количество теплоты, выделяющееся при сжигании керосина в керосинке, Q2 — количество теплоты, необходимое для нагрева 3 кг воды от 15 °С до кипения.
Количество теплоты, выделяющееся при сжигании керосина в керосинке, можно вычислить по формуле:
Q1 = m * C * ΔT / η
где m — масса керосина, C — удельная теплоемкость керосина, ΔT — изменение температуры при сжигании керосина, η — КПД керосинки.
Массу керосина можно найти, зная, что для нагрева 1 кг воды от 15 °С до кипения необходимо 4190 Дж теплоты. Тогда для нагрева 3 кг воды потребуется:
Q2 = m * C * ΔT = 3 * 4190 * (100 — 15) = 1115100 Дж
Теперь можно вычислить количество керосина, необходимое для нагрева 3 кг воды:
Q1 = m * C * ΔT / η
m = Q1 * η / (C * ΔT) = 1115100 * 0.3 / (2100 * 85) ≈ 0.19 кг
Таким образом, для нагрева 3 кг воды от 15 °С до кипения необходимо сжечь примерно 0.19 кг керосина в керосинке при КПД 30%.
