Question

До какой температуры нагреется m1=2 кг воды температура которой t1=14 градусов если на нагревание пойдёт 60% теплоты выделенной при сгорании спирта массой m2=20 г?

Answer 1

Дано:

Масса воды: m₁ = 2 кг.

Начальная температура воды: t₁ = 14 °C.

Масса спирта: m₂ = 20 г = 0,02 кг.

КПД горения спирта: η = 60% = 0,6.

Удельная теплота сгорания спирта: q = 27 МДж/кг = 27 × 10⁶ Дж/кг.

Удельная теплоёмкость воды: С = 4200 Дж/(кг*°C).

Найти нужно конечную температуру воды: t₂ - ?

Решение:

1. Запишем уравнение теплового баланса, с учётом КПД.

$Q_{H_2O} = eta Q_{cnup_T}.$

2. Теплота нагревания воды: $Q_{H_2O} = cm_1(t_2-t_1).$

3. Теплота горения спирта: $Q_{cnup_T} = qm_2.$

4. Перепишем (1) с учётом (2) и (3): $cm_1(t_2-t_1) = eta qm_2.$

5. Выразим конечную температуру из (4): $t_2 = frac{eta qm_2 + cm_1t_1}{cm_1} = frac{eta qm_2}{cm_1} + t_1.$

Численно получим:

$t_2 = frac{0,6*27*10^6*0,02}{4200*2} + 14 = 52,6$ (°С).

Ответ: 52,6 °С.