2. Сколько времени потребуется, чтобы 2 литра воды с температурой 31 °C закипело в нагревателе, который потребляет

Ledyanoy_Volk

11

Давайте решим эту задачу шаг за шагом:

1. Нам дано, что удельная теплота сгорания керосина составляет 46 Мегаджоулей на килограмм, и нагреватель потребляет 4 грамма керосина в минуту. Мы можем использовать эту информацию, чтобы определить, сколько энергии получает нагреватель от сгорания 4 грамм керосина. Для этого мы умножим удельную теплоту сгорания на массу керосина:

Энергия = 46 Мегаджоулей/кг * 0.004 кг = 0.184 Мегаджоуля.

2. Теперь мы знаем, сколько энергии получает нагреватель за одну минуту. Однако, нагреватель не является идеальным и имеет эффективность 35%, что означает, что только 35% полученной энергии реально используется.

Эффективная энергия = 0.35 * 0.184 Мегаджоуля = 0.0644 Мегаджоуля.

3. Затем мы можем вычислить, сколько энергии требуется для нагревания 2 литров воды с температурой 31 °C до точки кипения, которая составляет 100 °C.

Для этого мы будем использовать формулу:

Энергия = масса воды * удельная теплоемкость * разница в температуре.

Масса воды = 2 кг (поскольку плотность воды равна 1 г/см³, и 1 литр = 1000 см³).

Удельная теплоемкость воды = 4.186 Дж/(г°C) (это среднее значение для воды).

Разница в температуре = (100 - 31) °C = 69 °C.

Энергия = 2 кг * 4.186 Дж/(г°C) * 69 °C = 576.108 Дж.

4. Теперь у нас есть энергия, требуемая для нагревания воды, и эффективная энергия, полученная от керосина в течение минуты. Мы можем вычислить время, требуемое для нагревания воды до точки кипения, разделив энергию на эффективную энергию за минуту:

Время = Энергия / эффективная энергия = 576.108 Дж / 0.0644 Мегаджоуля = 8941.98 секунды.

5. Чтобы получить время в минутах, мы делим количество секунд на 60:

Время в минутах = 8941.98 секунды / 60 = 149.032 минуты (округляем до трех десятичных знаков).

Таким образом, потребуется примерно 149.032 минуты (или около 2 часов и 29 минут) для того, чтобы 2 литра воды с температурой 31 °C закипело в данном нагревателе, который потребляет 4 грамма керосина в минуту, при условии, что его эффективность составляет 35%.