На нагрівнику із ККД 55% в залізній каструлі масою 1,5 кг необхідно довести до кипіння 2 л спирту, що має температуру 35 °С. Визначте витрати природного газу на нагрівання спирту й каструлі.

Відповідь:

Температура кипіння спирту:

t = 78°С

Його питома теплоємність:

с₁ = 2400 Дж/(кг·°С)

Щільність спирту:

ρ₁ = 800 кг/м³

Маса спирту:

m₁ = ρ₁·V₁ = 800·2·10⁻³ = 1,6 кг

Нагріваємо спирт:

Q₁ = с₁·m₁·(t-t₁) = 2400·1,6·(78-25) ≈ 204 кДж

2) Нагріваємо каструлю:

Q₂ = с₂·m₂·(t-t₁) = 460·1,5·(78-25) ≈ 37 кДж

3)Спалюємо газ:

Q₃ = m₃·q = 30 000·m₃ кДж

4) Врахуємо ККД:

Q₃ = 30 000·m₃/0,45 ≈ 67 000·m₃ кДж

5) Складемо рівняння теплового балансу:

Q₁ + Q₂ = Q₃

204 + 37 = 67 000·m₃

m₃ = (204+37)/67000 ≈ 6·10⁻³ кг або 6 грамм