С помощью газовой горелки нагревают воду в сосуде. 5 кг воды нагрелись на 50 0 С. Сколько газа израсходовали, если КПД горелки 40%? Удельная теплоемкость воды 4,2 кДж/(кг 0 С), удельная теплота сгорания газа 45 МДж/кг.

Физика 10 класс Теплообмен и теплота газовая горелка нагрев воды КПД горелки удельная теплоёмкость теплота сгорания газа физика расчет газа Энергия тепло вода температура теплообмен эффективность горелки Новый

Для решения задачи необходимо выполнить несколько шагов. Начнем с того, что нам нужно найти количество тепла, которое было передано воде, а затем определить, сколько газа для этого потребовалось.

Шаг 1: Вычисление количества теплоты, необходимого для нагрева воды.

Формула для расчета количества теплоты (Q) выглядит так:

Q = m * c * ΔT

• m - масса воды (в кг);
• c - удельная теплоемкость воды (в кДж/(кг * °C));
• ΔT - изменение температуры (в °C).

Подставим известные значения:

• m = 5 кг;
• c = 4,2 кДж/(кг * °C);
• ΔT = 50 °C.

Таким образом, вычислим Q:

Q = 5 кг * 4,2 кДж/(кг * °C) * 50 °C = 1050 кДж.

Шаг 2: Учет КПД горелки.

КПД (коэффициент полезного действия) горелки равен 40%. Это означает, что только 40% энергии, выделяемой при сгорании газа, используется для нагрева воды. Чтобы найти фактическое количество теплоты, потребное от газа, мы делим количество теплоты, необходимое для нагрева воды, на КПД:

Q_газа = Q / КПД = 1050 кДж / 0,4 = 2625 кДж.

Шаг 3: Вычисление массы газа, необходимого для получения этой теплоты.

Теперь нам нужно узнать, сколько газа потребуется для получения 2625 кДж тепла. Удельная теплота сгорания газа составляет 45 МДж/кг, что равно 45000 кДж/кг.

Используем формулу:

m_газа = Q_газа / удельная теплота сгорания газа.

Подставим известные значения:

m_газа = 2625 кДж / 45000 кДж/кг = 0,0583 кг.

Итак, ответ: Для нагрева 5 кг воды на 50 °C с КПД горелки 40% потребовалось примерно 0,0583 кг газа.