Определите, какая часть энергии (в %) расходуется на нагревание воды спиртовкой, если для нагревания 100 г воды от 20 до 90°С сожгли 5 г спирта.

Для решения задачи нужно рассчитать, какая часть энергии, затраченной на сжигание спирта, идет на нагрев воды, а какая — на потери.

1. Определим количество энергии, которое передается воде:

Энергия, необходимая для нагрева воды, рассчитывается по формуле:

$Q = m \cdot c \cdot \Delta T$

где:

• $m$ — масса воды (100 г = 0.1 кг),

• $c$ — удельная теплоемкость воды (около 4186 Дж/кг·°С),

• $\Delta T$ — изменение температуры (90°C - 20°C = 70°C).

Подставляем значения:

Это количество энергии, которое нужно для нагрева 100 г воды на 70°C.

2. Теперь вычислим количество энергии, выделяющееся при сгорании спирта.

Для этого используем теплоту сгорания этанола. Теплота сгорания этанола составляет около 29.7 МДж/кг, или 29700 Дж/г.

Мы сожгли 5 г спирта, следовательно:

3. Теперь находим процент энергии, который пошел на нагрев воды:

Чтобы найти долю энергии, которая пошла на нагрев воды, делим количество энергии, потраченное на нагрев воды, на общее количество энергии, выделившейся при сгорании спирта, и умножаем на 100%:

Таким образом, около 19.7% энергии, выделенной при сгорании спирта, было потрачено на нагрев воды.