Помогите! В сосуде нагревают 5 л воды до температуры кипения. Сколько спирта нужно сжечь, если КПД отопителя составляет 50%?

Физика 8 класс Тепловые явления физика 8 класс теплообмен КПД отопителя нагрев воды расчет спирта температура кипения физические задачи энергия нагрева Новый

Чтобы рассчитать, сколько спирта нужно сжечь для нагрева 5 литров воды до температуры кипения, давайте пройдемся по шагам.

Шаг 1: Определим количество теплоты, необходимое для нагрева воды.

Для нагрева воды до температуры кипения (100 градусов Цельсия) нам нужно знать начальную температуру воды. Предположим, что начальная температура воды составляет 20 градусов Цельсия. Тогда разница температур будет:

• Теплота, необходимая для нагрева воды (Q) рассчитывается по формуле:

Q = m * c * ΔT

• где:
• m - масса воды (в кг);
• c - удельная теплоемкость воды (примерно 4200 Дж/(кг*°C));
• ΔT - изменение температуры (в °C).

Так как 1 литр воды весит примерно 1 кг, то 5 литров воды будут весить 5 кг. Изменение температуры (ΔT) будет равно:

ΔT = 100°C - 20°C = 80°C

Теперь подставим значения в формулу:

Q = 5 кг * 4200 Дж/(кг*°C) * 80°C = 1680000 Дж

Шаг 2: Учитываем КПД отопителя.

Так как КПД отопителя составляет 50%, это означает, что только половина энергии, выделяемой при сжигании спирта, будет использована для нагрева воды. Поэтому фактическое количество теплоты, которое нам нужно получить от спирта, будет:

Q_полученное = Q / КПД = 1680000 Дж / 0.5 = 3360000 Дж

Шаг 3: Рассчитаем, сколько спирта нужно сжечь.

Теперь нам нужно знать, сколько энергии выделяется при сжигании спирта. Энергия, выделяемая при сжигании 1 литра спирта, составляет примерно 30 МДж (или 30000000 Дж).

Теперь мы можем рассчитать, сколько литров спирта нужно сжечь:

Объем спирта = Q_полученное / Энергия на 1 литр спирта = 3360000 Дж / 30000000 Дж/л = 0.112 л

Шаг 4: Ответ.

Таким образом, чтобы нагреть 5 литров воды до температуры кипения, при КПД отопителя 50%, нужно сжечь примерно 0.112 литра спирта.