Турист решил проверить, насколько эффективно происходит нагрев воды в двух его котелках. Оба котелка легкие, небольшого объема (700 мл), первый не имеет донного теплообменника, а второй имеет. В оба котелка турист залил т = 500.0 г воды и закрыл крышками, чтобы уменьшить затраты энергии на испарение. Для нагрева обоих котелков турист использовал одну и ту же горелку и баллон с горючим туристическим газом первоначальной массы m2 — 382.0 г. С помощью данной системы нагрева турист довел до кипения воду в первом котелке, а затем во втором. После завершения нагрева первого котелка масса баллона с газом стала т3 375.5 г, а после нагрева второго т 370.8 г. Найти, на сколько процентов КПД описанной системы нагревания с применением второго котелка больше, чем при использовании первого, если удельная теплота сгорания газа, находящегося в баллоне, q = 46.5 МДж/кг, удельная теплоемкость воды с — 4200 Дж/(кг «С), начальная температура воды = 20 °C температура кипения t2 — 100 °С, теплоемкостью металла котелков и крышек можно пренебречь.
Ответ привести в процентах с точностью до целого числа
Arnfinn ответил на вопрос 05.11.2023
1 Ответ
Подставим известные значения и проведем вычисления:
m1 = 500 г,
c = 4200 Дж/(кг °С),
t2 = 100 °С,
t1 = 20 °С,
m2 = 382 г,
m3 = 375.5 г,
m4 = 370.8 г,
q = 46.5 МДж/кг.
КПД1 = (500 г * 4200 Дж/(кг °С) * (100 °С — 20 °С))/((382 г — 375.5 г) * 46.5 МДж/кг) = 0.3394.
КПД2 = (500 г * 4200 Дж/(кг °С) * (100 °С — 20 °С))/((382 г — 370.8 г) * 46.5 МДж/кг) = 0.3547.
(KПД2 — КПД1)/КПД1 * 100% = (0.3547 — 0.3394)/0.3394 * 100% ≈ 4.5%.
Ответ: КПД системы нагревания с применением второго котелка больше на примерно 4.5%.
Arnfinn ответил на вопрос 05.11.2023