Через какое время закипят 2 л воды температурой 31 °С в нагревателе, потребляющем в минуту 4 г керосина? КПД нагревателя 35%, удельная теплота сгорания керосина 46 МДж/кг.

Дано:

• $m=2$ л воды = $2$ кг

• начальная температура воды $t_1=31^{\circ }C$

• температура кипения воды $t_2=100^{\circ }C$

• удельная теплоемкость воды $c=4200{\text{Дж/(кгcdotp}}^{\circ }C)$

• расход керосина: $4$ г/мин = $0,004$ кг/мин

• удельная теплота сгорания керосина $q=46\text{МДж/кг}=46\cdot 10^6\text{Дж/кг}$

• КПД нагревателя $\eta =35\%=0,35$

Сначала найдем количество теплоты, необходимое для нагревания воды до кипения:

То есть воде нужно передать $579600$ Дж теплоты.

Теперь найдем, сколько теплоты выделяется при сгорании керосина за 1 минуту:

Но нагреватель имеет КПД 35%, поэтому реально воде передается:

За одну минуту вода получает 64400 Дж теплоты.

Теперь определим время нагрева:

Ответ:

Вода закипит примерно через 9 минут работы нагревателя.