Каковы потери теплоты в окружающую среду, если при использовании керосиновой горелки вода массой 5 кг нагревается

Мишутка

47

Чтобы рассчитать потери теплоты в окружающую среду, нам необходимо определить количество теплоты, которое было передано от горелки к воде и от воды в окружающую среду.

Шаг 1: Определяем количество теплоты, переданное от горелки к воде.
Масса сгоревшего керосина составляет 60 г. Удельная теплота сгорания керосина равна 43 МДж/кг.
Чтобы найти количество теплоты, переданное от горелки к воде, мы можем воспользоваться формулой:
\[ q = m \cdot c \cdot \Delta T \]
где \( q \) - количество теплоты, \( m \) - масса вещества, \( c \) - удельная теплоемкость, \( \Delta T \) - изменение температуры.

Масса воды равна 5 кг, а начальная и конечная температуры составляют 20 градусов и 100 градусов соответственно.

Подставляя величины в формулу, получим:
\[ q = 5 \cdot 4.2 \cdot 10^3 \cdot (100 - 20) \]
\[ q = 5 \cdot 4.2 \cdot 10^3 \cdot 80 \]
\[ q = 1.68 \cdot 10^6 \cdot 80 \]
\[ q = 1.344 \cdot 10^8 \quad \text{Дж} \]

Шаг 2: Определяем количество теплоты, переданное от воды в окружающую среду при нагревании до кипения.
Для этого также воспользуемся формулой:
\[ q = m \cdot c \cdot \Delta T \]
где \( m \) теперь будет равняться массе воды, которая составляет 5 кг минус масса испарившейся воды.

Для определения массы испарившейся воды мы можем использовать формулу:
\[ m_{\text{исп}} = m \cdot k \]
где \( m_{\text{исп}} \) - масса испарившейся воды, \( m \) - начальная масса воды, \( k \) - коэффициент испарения. Коэффициент испарения равен 1, так как вся вода испаряется до кипения.

Подставляя величины, получаем:
\[ m_{\text{исп}} = 5 \cdot 1 \]
\[ m_{\text{исп}} = 5 \quad \text{кг} \]

Теперь мы можем найти количество теплоты, переданное от воды в окружающую среду:
\[ q_{\text{окр}} = (5 - 5) \cdot 4.2 \cdot 10^3 \cdot (100 - 20) \]
\[ q_{\text{окр}} = 0 \quad \text{Дж} \]

Шаг 3: Вычисляем процент потерь теплоты в окружающую среду.
Потери теплоты равны разнице между переданным количеством теплоты от горелки к воде и количеством теплоты, переданным от воды в окружающую среду.
\[ q_{\text{пот}} = q - q_{\text{окр}} \]
\[ q_{\text{пот}} = 1.344 \cdot 10^8 - 0 \]
\[ q_{\text{пот}} = 1.344 \cdot 10^8 \quad \text{Дж} \]

Теперь мы можем рассчитать процент потерь теплоты в окружающую среду относительно переданного количества теплоты от горелки к воде:
\[ \text{Процент потерь} = \frac{q_{\text{пот}}}{q} \cdot 100 \]
\[ \text{Процент потерь} = \frac{1.344 \cdot 10^8}{1.344 \cdot 10^8} \cdot 100 \]
\[ \text{Процент потерь} = 100\% \]

Ответ: Потери теплоты в окружающую среду при использовании керосиновой горелки составляют 100%.