Скільки спирту потрібно спалити, щоб нагріти 0,8 кг води В алюмінієвій каструлі масою 1 кг від 20°С до 100°C? Вважайте ККД нагрівника рівним 60%. Питома теплоємність води 4200 Дж/кг°С, алюмінію - 920 Дж/кг°С, питома теплота згорання спирту 25 МДж/кг. Відповідь виразіть у г, результат округліть до цілих. Вкажіть тільки числове значення.
з розв'язком
Ответы
Відповідь:
Для розрахунку кількості спирту, який потрібно спалити, щоб нагріти 0,8 кг води від 20°C до 100°C, використаємо закон збереження енергії.
Спершу визначимо кількість тепла, яка потрібна для нагріву води:
Q_води = m_води * c_води * ΔT
де:
m_води - маса води (0,8 кг)
c_води - питома теплоємність води (4200 Дж/кг°C)
ΔT - зміна температури (100°C - 20°C = 80°C)
Q_води = 0,8 кг * 4200 Дж/кг°C * 80°C = 2688000 Дж
Тепер визначимо кількість тепла, яку може виділити спирт при згоранні:
Q_спирту = m_спирту * η * Q_згоряння
де:
m_спирту - маса спирту (що нам потрібно знайти, у грамах)
η - ККД нагрівника (60% або 0,6 в десятковому вигляді)
Q_згоряння - питома теплота згорання спирту (25 МДж/кг або 25 000 000 Дж/кг)
Підставимо відомі значення та вирішимо рівняння:
2688000 Дж = m_спирту * 0,6 * 25 000 000 Дж/кг
Після обчислень отримуємо:
m_спирту = (2688000 Дж) / (0,6 * 25 000 000 Дж/кг) ≈ 17,8 грамів
Отже, потрібно спалити близько 17,8 грамів спирту, щоб нагріти 0,8 кг води від 20°C до 100°C.