Пожалуйста... даю 20б.

4 литра воды при комнатной температуре (23°C) нагревают с помощью спиртовой горелки с КПД 40%. Достигнет ли вода температуры кипения, к тому времени, когда будет сожжено 100 грамм этилового спирта (удельная теплота сгорания 30МДж кг)?

Ответ:

Нет, не достигнет

Объяснение:

Дано

V=4л=0,004 м³

t₀=23°C

t₁=100°C

КПД=40%

m=100г=0,1кг

q=30МДж/кг=30000000Дж/кг

ρ=1000кг/м³ (плотность воды)

с=4,2 кДж/(кг*°C)= 4200 Дж/(кг*°C)     (теплоемкость воды)

Решение

Найдем сколько надо затратить энергии, чтобы нагреть воду от начальной температуры t₀ до температуры кипения t₁

Q=cm₁Δt

m₁=ρV  - масса воды

Δt=t₁-t₀

Q=cρV(t₁-t₀)= 4200 Дж/(кг*°C) * 1000кг/м³ * 0,004 м³ * (100°C -23°C)=  4200 Дж/(кг*°C) * 4кг * 77°C = 1293600 Дж

Теперь посмотрим сколько тепла выделится при сгорании спирта

Q₁=qm=30000000Дж/кг * 0,1кг= 3000000Дж

Учтем КПД горелки и получим, что вода получит энергии 3000000Дж *0,4=1,2000000Дж, а это меньше  Q, значит вода не достигнет температуры кипения