Определите КПД спиртовки, если для нагревания 100 г воды от 20 до 90 °С сожгли 5 г спирта. Ответ запишите в процентах и округлите до целого. Удельная теплоёмкость воды 4200 Дж/(кг·°C), удельная теплота сгорания спирта 27 МДж/кг.

Дано:

• Масса воды: $m_1 = 100\text{ г} = 0{,}1\text{ кг}$

• Начальная температура: $t_1 = 20\,^\circ\text{C}$

• Конечная температура: $t_2 = 90\,^\circ\text{C}$

• Масса спирта: $m_2 = 5\text{ г} = 0{,}005\text{ кг}$

• Удельная теплоёмкость воды: $c = 4200\text{ Дж/(кг}\cdot^\circ\text{C)}$

• Удельная теплота сгорания спирта: $q = 27\text{ МДж/кг} = 27\,000\,000\text{ Дж/кг}$

Найти: КПД спиртовки $\eta$.

Решение

1. Найдём количество теплоты, полученное водой при нагревании.

Используем формулу:

Подставим значения:

2. Найдём количество теплоты, выделившееся при сгорании спирта.

Используем формулу:

Подставим значения:

3. Вычислим КПД спиртовки.

КПД — это отношение полезно использованной энергии к полной затраченной энергии, выраженное в процентах.

Подставим полученные значения:

Округляем до целого числа:

Ответ: 22%.