Физика 8 класс. При нагревании на спиртовке 200 г воды от температуры 20°С до температуры 90°С было затрачено 6 г спирта. Удельная теплоёмкость воды равна 4200 Дж/(кг×°С). Удельная теплота сгорания топлива 3000000 Дж/кг. Определите КПД спиртовки.

Дано:

$m_1 = 200\text{ г} = 0{,}2\text{ кг}$ — масса воды.

$t_1 = 20^\circ C$ — начальная температура воды.

$t_2 = 90^\circ C$ — конечная температура воды.

$m_2 = 6\text{ г} = 0{,}006\text{ кг}$ — масса спирта.

$c = 4200\text{ Дж/(кг}\cdot^\circ C)$ — удельная теплоёмкость воды.

$q = 3\,000\,000\text{ Дж/кг}$ — удельная теплота сгорания спирта.

Найти: $\eta$ — КПД спиртовки.

Решение:

1. Найдём количество теплоты, необходимое для нагревания воды.

Используем формулу:

Подставляем значения:

2. Найдём количество теплоты, выделившееся при сгорании спирта.

Используем формулу:

Подставляем значения:

3. Вычислим КПД спиртовки.

КПД — это отношение полезно использованной энергии ко всей затраченной энергии, выраженное в процентах.

Подставляем:

Ответ:

По данным задачи КПД спиртовки равен 326,7%.

Однако КПД не может быть больше 100%, поэтому в условии, скорее всего, допущена ошибка.

Вероятнее всего, удельная теплота сгорания спирта должна быть $30\,000\,000\text{ Дж/кг}$, а не $3\,000\,000\text{ Дж/кг}$.

В таком случае:

Если в условии опечатка, правильный ответ будет 32,7%.