Определить КПД спиртовки в процентах, если при нагревании на ней 150г воды от 20 °С до 80 °С было израсходовано 4г спирта.

mв = 150 г = 0,15 кг.

C = 4200 Дж/кг*°C.

t1 = 20 °C.

t2 = 80 °C.

mсп = 4 г = 4 *10^-3 кг.

q = 2,7 *10⁷ Дж/кг.

КПД - ?

Коэффициент полезного действия КПД показывает, какая часть затраченной тепловой энергии Qз, выраженная в процентах, переходит в полезную тепловую энергию Qп: КПД = Qп * 100 % / Qз.

Полезную тепловую энергию Qп выразим формулой: Qп = C * mв * (t2 - t1), где C - удельная теплоёмкость воды, mв - масса воды, t2, t1 - конечная и начальная температура воды.

Затраченную тепловую энергию Qз выразим формулой: Qз = q * mсп, где q - удельная теплота сгорания спирта, mсп - масса спирта, который сгорел.

КПД = C * mв * (t2 - t1) * 100 % / q * mсп.

КПД = 4200 Дж/кг*°C * 0,15 кг * (80 °C - 20 °C) * 100 % / 2,7 *10⁷ Дж/кг * 4 *10^-3 кг = 35 %.

Ответ: горелка имеет КПД = 35.