При нагревании воды массой 600 г от 18°С до 55°С сожгли 5,6 г керосина. Определи КПД (коэффициент полезного действия) использованной нагревательной установки. Удельная теплоёмкость воды равна 4200 Дж/(кг·°С), удельная теплота сгорания керосина — 43 МДж/кг.

(Ответ округли до десятых).

 

Шаг 1. Запиши формулу для нахождения КПД (коэффициента полезного действия) нагревательной установки (через полезное количество теплоты, которое ушло на нагревание воды, и количество теплоты, выделившееся в результате полного сгорания керосина, и затраченное на работу нагревательной установки):

 

η=

пол

затр

⋅

 %.

 

Шаг 2. Полезное количество теплоты, затраченное на нагревание воды, можно определить по формуле:

 

Q

пол

=Q

нагр

=с⋅

в

⋅(

кон

−

нач

),

где

 

с

=

 Дж/(кг·°С) — удельная теплоёмкость воды;

 

в

 =

 г =

 кг — масса воды;

 

нач

 =

°С — начальная температура воды;

 

кон

 =

°С — конечная температура воды.

 

Шаг 3. Выполни подстановку значений переменных в формулу, записанную в шаге 2:

 

Q

пол

=Q

нагр

=⋅⋅(−)

;

 

и выполни соответствующий расчёт:

 

Q

пол

=Q

нагр

=

 Дж.

 

Шаг 4. Затраченное количество теплоты, выделившееся в результате полного сгорания керосина, можно определить по формуле:

 

Q

затр

=Q

гор

=⋅

т

,

где

 

 =

 МДж/кг =

 Дж/кг — удельная теплота сгорания керосина;

 

т

 =

 г =

 кг — масса керосина.

 

Шаг 5. Выполни подстановку значений переменных в формулу, записанную в шаге 4:

 

Q

затр

=Q

гор

=⋅

;

 

и выполни соответствующий расчёт:

 

Q

затр

=Q

гор

=

 Дж.

 

Шаг 6. Выполни подстановку значений полезного количества теплоты и затраченного количества теплоты, полученных в шаге 3 и шаге 5, в формулу КПД, записанную в шаге 1:

 

η=

⋅

 %;

 

и выполни соответствующий расчёт с точностью до десятых:

 

η=

 %.

Ответить!

Дано:

m = 574г - 0.574кг

t1 = 32°С 

t2 = 61°С 

M = 1.6г = 0.0016кг

c = 2000 Дж/(кг·°С)

q = 46Мдж/кг

Найти:

КПД = ?

Решение:

КПД = Q1/Q2

Q1 = cmΔt = 2000 ×0.574 ×29 = 33 292 Дж

Q2 = qm 46 000 000 * 0.0016 = 73 600 Дж

КПД = 33 292 ÷ 73 600 = 0.452

Ответ: КПД = 0.45