При сжигании спирта выделится Q спирта = q·m = 30·10⁶·0,050 = 1 500 000 Дж тепла Из этого количества теплоты только ПОЛОВИНА пойдет на нагревание медного сосуда с водой (потому что КПД = 50%) Qo = Q спирта / 2 = 750 000 Дж
Пусть вода и медный сосуд нагрелись до температуры t, тогда: Q1 = 4200·2·(t - 10) - количество теплоты на нагревание воды Q2 = 390·0,5·(t -10) - количество теплоты на нагревание медного сосуда Общее количество Q12 = Q1 + Q2 = (t - 10) ·(4200·2 + 390·0,5) Q12 = (t-10)·8 595 По закону сохранения энергии Q12 = Qo (t - 10)·8595 = 750 000 t - 10 ≈ 87 t = 10 +87 = 97 °C - вода в медном сосуде почти закипит!
При нагреве 1кг воды на 1 град.необходимо затратить 4.19кДж. На три литра 3*4.19=12.57кДж, От 15-ти до 100град имеем: 100-15=85град. значит затраты тепла на подогрев воды: 85*12.57=1068.45кДж до 100град. Затраты тепла на нагрев чайника: алюминий имеет 920Дж/кг, 0.4*920=368Дж или 0.368кДж/град.Вода плюс чайник составят: 1068.45+0.368*85=1068.45+31.28=1099.73кДж При сжигании 1кг газа выделяется 45.3 МДж. Для нагрева воды и чайника затратим газа: (45300кДж*3)/100=24.27грамма, с учётом кпд40%: полачаем 24.27/0.4=60.7грамм
