Какой коэффициент полезного действия (КПД) у костра, который использовали туристы для нагрева 3 литров воды от 20 градусов Цельсия до кипения, если для этого они сожгли 3 килограмма сухого хвороста с удельной теплотой сгорания 10^7 Дж/кг?

Физика 8 класс КПД тепловых процессов коэффициент полезного действия КПД костра нагрев воды Туристы 3 литра воды 20 градусов Цельсия кипение воды сжигание хвороста удельная теплота сгорания физика 8 класс Новый

Чтобы найти коэффициент полезного действия (КПД) костра, нам нужно рассчитать, сколько тепла было получено от сжигания хвороста, и сколько тепла потребовалось для нагрева воды.

Шаг 1: Рассчитаем количество тепла, которое выделяется при сжигании хвороста.

• Удельная теплота сгорания хвороста: 10^7 Дж/кг
• Масса хвороста: 3 кг

Количество тепла (Q) от сжигания можно найти по формуле:

Q = m * q

где:

• m - масса хвороста (3 кг)
• q - удельная теплота сгорания (10^7 Дж/кг)

Подставляем значения:

Q = 3 кг * 10^7 Дж/кг = 3 * 10^7 Дж = 30000000 Дж

Шаг 2: Рассчитаем количество тепла, необходимое для нагрева воды.

• Объем воды: 3 литра (или 3 кг, так как плотность воды 1 кг/л)
• Начальная температура воды: 20 градусов Цельсия
• Конечная температура воды (кипение): 100 градусов Цельсия
• Удельная теплоемкость воды: 4.18 * 10^3 Дж/(кг*°C)

Количество тепла, необходимое для нагрева воды (Qвода), можно найти по формуле:

Qвода = m * c * ΔT

где:

• m - масса воды (3 кг)
• c - удельная теплоемкость воды (4.18 * 10^3 Дж/(кг*°C))
• ΔT - изменение температуры (100 - 20 = 80 °C)

Подставляем значения:

Qвода = 3 кг * 4.18 * 10^3 Дж/(кг*°C) * 80 °C

Qвода = 3 * 4.18 * 10^3 * 80 = 1000800 Дж

Шаг 3: Рассчитаем КПД.

Коэффициент полезного действия (КПД) можно найти по формуле:

КПД = (Qвода / Q) * 100%

Подставляем значения:

КПД = (1000800 Дж / 30000000 Дж) * 100%

КПД ≈ 3.34%

Таким образом, КПД костра, использованного туристами, составляет примерно 3.34%.