На нагрівнику із ККД 45% в залізній каструлі масою 1,5 кг необхідно довести до кипіння 2 л спирту, що має температуру 25 °С. Визначте витрати природного газу на нагрівання спирту й каструлі.

1)

Температура кипения спирта:

t = 78°С

Его удельная теплоемкость:

с₁ = 2400 Дж/(кг·°С)

Плотность спирта:

ρ₁ = 800 кг/м³

Масса спирта:

m₁ = ρ₁·V₁ = 800·2·10⁻³ = 1,6 кг

Нагреваем спирт:

Q₁ = с₁·m₁·(t-t₁) = 2400·1,6·(78-25) ≈ 204 кДж

2)

Нагреваем кастрюлю:

Q₂ = с₂·m₂·(t-t₁) = 460·1,5·(78-25) ≈ 37 кДж

3) Сжигаем газ:

Q₃ = m₃·q = 30 000·m₃ кДж

4)

Учтем КПД:

Q₃ = 30 000·m₃/0,45 ≈ 67 000·m₃ кДж

5)

Составим уравнение теплового баланса:

Q₁ + Q₂ = Q₃

204 + 37 = 67 000·m₃

m₃ = (204+37)/67000 ≈ 6·10⁻³ кг или 6 грамм