Яка ефективність газового пальника (керогазу), якщо його спалюванням 100 г газу нагріває 10 л води від 15 °C до

Солнечная_Звезда_4597

33

Для решения этой задачи нам необходимо использовать формулу для расчета эффективности газового пальника.

Эффективность газового пальника (\(\eta\), рус. эта) можно определить, используя питомую теплоту сгорания газа (\(q\), рус. кю) и количество сгоревшего газа (\(m\), рус. м). Формула выглядит следующим образом:

\[
\eta = \frac{q \cdot m \cdot \Delta T}{Q}
\]

Где:
\(q\) - питомая теплота сгорания газа (4,4 * 10^7 Дж/кг),
\(m\) - масса сгоревшего газа (в данной задаче 100 г),
\(\Delta T\) - изменение температуры воды (16 °C - 15 °C),
\(Q\) - количество теплоты, необходимое для нагрева 10 л воды.

Для решения задачи нам также понадобится знать плотность воды (\(\rho\), рус. ро) и теплоемкость воды (\(c\), рус. с). Плотность воды при заданной температуре можно принять равной плотности воды при 15 °C (это стандартное значение) - 1000 кг/м^3. Теплоемкость воды можно принять равной 4186 Дж/(кг*°C).

Для расчета количества теплоты, необходимого для нагрева 10 литров воды (\(Q\)) мы используем следующую формулу:

\[
Q = m_{\text{вода}} \cdot c_{\text{вода}} \cdot \Delta T_{\text{вода}}
\]

Где:
\(m_{\text{вода}}\) - масса воды,
\(c_{\text{вода}}\) - теплоемкость воды,
\(\Delta T_{\text{вода}}\) - изменение температуры воды.

Массу воды можно выразить через ее плотность:

\[
m_{\text{вода}} = V_{\text{вода}} \cdot \rho_{\text{вода}}
\]

Где \(V_{\text{вода}}\) - объем воды (10 литров), а \(\rho_{\text{вода}}\) - плотность воды (1000 кг/м^3).

Подставляя эти значения в формулу, получаем:

\[
Q = (V_{\text{вода}} \cdot \rho_{\text{вода}}) \cdot c_{\text{вода}} \cdot \Delta T_{\text{вода}}
\]

Теперь мы можем решить задачу.

Расчет количества теплоты, необходимого для нагрева 10 литров воды:

\[
Q = (10 \, \text{л}) \cdot (1000 \, \text{кг/м}^3) \cdot (4186 \, \text{Дж/(кг*°C)}) \cdot (16 - 15) \, \text{°C} = 41860 \, \text{Дж}
\]

Теперь можем рассчитать эффективность газового пальника:

\[
\eta = \frac{(4,4 \times 10^7 \, \text{Дж/кг}) \cdot (100 \, \text{г}) \cdot (16 - 15) \, \text{°C}}{41860 \, \text{Дж}} \approx 0,1049 \, \text{или} \, 10,49\%
\]

Таким образом, эффективность газового пальника составляет около 10,49%. Это означает, что только 10,49% энергии, содержащейся в газе, использовалось для нагрева воды, а остальная энергия была потеряна в виде тепловых потерь или других неполезных процессов.