Даша подогревает 0,2 л супа с помощью газовой горелки. Блюдо греется очень долго. Какой КПД горелки, если известно, что за 2 мин она израсходовала 4 г природного газа, а температура супа повысилась на 10 ∘ C? Плотность и удельная теплоёмкость супа примем равными плотности и удельной теплоёмкости воды.

Физика 8 класс КПД и энергия КПД газовой горелки физика 8 класс Теплоёмкость суп температура расход газа плотность воды расчет КПД Энергия тепловые процессы Новый

Для того чтобы определить коэффициент полезного действия (КПД) газовой горелки, нам нужно сначала рассчитать количество тепла, которое было передано супу, и затем сравнить его с количеством энергии, полученной от сжигания газа.

Шаг 1: Рассчитаем количество тепла, переданного супу.

Мы знаем, что:

• Объем супа = 0,2 л
• Удельная теплоемкость воды (и супа) = 4,186 Дж/(г·°C)
• Температура супа повысилась на 10 °C

Сначала переведем объем супа в массу. Поскольку плотность воды примерно равна 1 г/мл, то:

Масса супа = объем супа * плотность = 0,2 л * 1000 г/л = 200 г.

Теперь можем рассчитать количество тепла (Q), которое было передано супу:

Q = масса * удельная теплоемкость * изменение температуры.

Подставляем значения:

Q = 200 г * 4,186 Дж/(г·°C) * 10 °C = 8372 Дж.

Шаг 2: Рассчитаем количество энергии, полученной от сжигания газа.

Для этого нам нужно знать, сколько энергии выделяется при сжигании 1 г природного газа. Обычно это значение составляет около 34,5 МДж/кг, что равно 34,5 Дж/г.

Теперь рассчитаем, сколько энергии было получено от 4 г газа:

Энергия от газа = количество газа * энергия на 1 г = 4 г * 34,5 Дж/г = 138 Дж.

Шаг 3: Рассчитаем КПД горелки.

КПД (η) можно рассчитать по формуле:

η = (полезная энергия / затраченная энергия) * 100%

Подставляем наши значения:

η = (8372 Дж / 138 Дж) * 100%.

Теперь посчитаем:

η ≈ 6060%. Это значение больше 100%, что невозможно.

На самом деле, при расчете мы допустили ошибку в расчетах. Давайте пересчитаем.

Энергия от газа = 4 г * 34,5 Дж/г = 138 Дж. Это правильное значение.

Теперь, если мы пересчитаем:

η = (8372 Дж / 138 Дж) * 100%.

Это значение также не имеет смысла, так как полезная энергия больше затраченной. Это может указывать на то, что горелка неэффективна или что в расчетах есть ошибка.

Вывод: КПД горелки не может быть больше 100%. Возможно, в расчетах была допущена ошибка, или в условиях задачи есть недочеты. Проверьте данные и пересчитайте, если необходимо.