На спиртовке нагревали воду массой 100 г от 16 градусов до 71 градуса. При этом был сожжён спирт массой 10 г. Найти КПД установки.

Физика 8 класс Тепловые явления. КПД установки нагревание воды сгорание спирта.

КПД установки можно вычислить, зная массу сожжённого спирта и количество теплоты, которое пошло на нагревание воды.

КПД = Qполезное / Qзатраченное 100%, где Qполезное — количество теплоты, пошедшее на нагревание воды, а Qзатраченное — общее количество теплоты, выделившееся при сгорании спирта.

Qполезное = c m * (t2 - t1), где с — удельная теплоёмкость воды, m — масса воды, t2 и t1 — конечная и начальная температуры воды соответственно.

Для определения Qзатраченного нужно знать удельную теплоту сгорания спирта. После того как все необходимые данные будут известны, можно будет вычислить КПД установки.

Для решения задачи по физике, связанной с определением КПД установки, необходимо выполнить следующие шаги:

1. Определить количество теплоты, которое пошло на нагревание воды. Это можно сделать, используя формулу: Qполезное = c m (t2 - t1), где с — удельная теплоёмкость воды, m — масса воды, t2 и t1 — конечная и начальная температуры воды соответственно.

2. Определить общее количество теплоты, выделившееся при сгорании спирта. Для этого нужно знать удельную теплоту сгорания спирта.

3. Вычислить КПД установки по формуле: КПД = Qполезное / Qзатраченное 100%.

Для выполнения этих шагов нам понадобятся следующие данные:
Масса воды m = 100 г.
Начальная температура воды t1 = 16 градусов Цельсия.
Конечная температура воды t2 = 71 градус Цельсия.
Масса сожжённого спирта mспирта = 10 г.

Удельная теплоёмкость воды с = 4200 Дж/(кг °C).

Удельную теплоту сгорания спирта можно найти в справочнике или интернете. Предположим, что она равна q = 27 МДж/кг.

Теперь мы можем вычислить количество теплоты, пошедшее на нагревание воды:
Qполезное = 4200 0,1 (71 - 16) = 2142 Дж.

Общее количество теплоты, выделившееся при сгорании спирта, равно:
Qзатраченное = q mспирта = 2,7 10^7 0,01 = 27000 Дж.

КПД установки равен:
КПД = 2142 / 27000 100% ≈ 8%.

Таким образом, КПД данной установки составляет примерно 8%, что является достаточно низким значением. Это означает, что большая часть энергии, выделяемой при сгорании топлива, теряется в виде тепла, не используемого для нагрева воды.

Для решения задачи по физике, связанной с определением КПД установки, необходимо выполнить следующие шаги:

1. Определить количество теплоты, которое пошло на нагревание воды. Это можно сделать, используя формулу: Qполезное = c m (t2 - t1), где с — удельная теплоёмкость воды, m — масса воды, t2 и t1 — конечная и начальная температуры воды соответственно.

2. Определить общее количество теплоты, выделившееся при сгорании спирта. Для этого нужно знать удельную теплоту сгорания спирта.
3. Вычислить КПД установки по формуле: КПД = Qполезное / Qзатраченное 100%.

Для выполнения этих шагов нам понадобятся следующие данные:
Масса воды m = 100 г.
Начальная температура воды t1 = 16 градусов Цельсия.
Конечная температура воды t2 = 71 градус Цельсия.
Масса сожжённого спирта mспирта = 10 г.

Удельная теплоёмкость воды с = 4200 Дж/(кг °C).

Удельную теплоту сгорания спирта можно найти в справочнике или интернете. Предположим, что она равна q = 27 МДж/кг.

Теперь мы можем вычислить количество теплоты, пошедшее на нагревание воды:
Qполезное = 4200 0,1 (71 - 16) = 2142 Дж.

Общее количество теплоты, выделившееся при сгорании спирта, равно:
Qзатраченное = q mспирта = 2,7 10^7 0,01 = 27000 Дж.

КПД установки равен:
КПД = 2142 / 27000 100% ≈ 8%.

Таким образом, КПД данной установки составляет примерно 8%, что является достаточно низким значением. Это означает, что большая часть энергии, выделяемой при сгорании топлива, теряется в виде тепла, не используемого для нагрева воды.

Давайте разберёмся, почему КПД такой низкий.

При работе установки происходит потеря энергии в окружающую среду. Часть энергии расходуется на нагрев самой спиртовки, а также на излучение тепла в атмосферу. Кроме того, часть энергии теряется из-за неполного сгорания топлива.

Чтобы повысить КПД установки, можно предпринять следующие меры:
Использовать более эффективный способ нагрева воды, например, использовать теплообменник или увеличить площадь поверхности нагрева.
Обеспечить более полное сгорание топлива, например, путём регулировки подачи воздуха в зону горения.
* Изолировать установку от окружающей среды, чтобы уменьшить потери тепла.