КПД установки, которая нагревает воду от температуры 7°C до состояния кипения, составляет 37 %. Найди массу нагреваемой жидкости, если сгорает 0,08 кг горючего. Справочные данные: удельная теплота сгорания горючего — 46 МДж/кг, удельная теплоёмкость воды — 4200 Дж/(кг · °C).
(Ответ округли до десятых.)​

Для решения этой задачи нам нужно сначала рассчитать количество энергии, выделяемое при сгорании горючего, затем определить, сколько энергии используется для нагревания воды с учётом КПД установки, и, наконец, вычислить массу воды.

1. Энергия, выделяемая при сгорании горючего

   Удельная теплота сгорания горючего дана как 46 МДж/кг. Сначала переведём эту величину в Джоули, так как другие значения в задаче даны в Джоулях. $1 \text{ МДж} = 1,000,000 \text{ Дж}$. Тогда: $\text{Энергия сгорания} = 46 \text{ МДж/кг} \times 0.08 \text{ кг}$ $= 46 \times 10^6 \text{ Дж/кг} \times 0.08 \text{ кг}$

2. Энергия, используемая для нагревания воды

   КПД установки равен 37%, что означает, что только 37% энергии от сгорания горючего используется для нагревания воды. Таким образом, энергия, используемая для нагревания воды: $\text{Энергия для нагревания} = \text{Энергия сгорания} \times 0.37$

3. Расчёт массы воды

   Удельная теплоёмкость воды равна 4200 Дж/(кг·°C), а разница температур от 7°C до 100°C (точка кипения) составляет 93°C. Тогда количество теплоты, необходимое для нагревания массы $m$ воды, равно: $\text{Необходимая энергия} = m \times 4200 \text{ Дж/(кг·°C)} \times 93 \text{ °C}$

   Так как энергия, используемая для нагревания, должна быть равна необходимой энергии для нагревания воды, мы можем установить равенство и выразить массу $m$: $m \times 4200 \times 93 = \text{Энергия для нагревания}$

   Теперь решим это уравнение для $m$, используя ранее вычисленные значения.

Давайте проведём эти расчёты.

Масса нагреваемой воды, при условии, что сгорает 0,08 кг горючего и КПД установки составляет 37%, равна приблизительно 3,5 кг. ​​