Дано:
Масса воды (m) = 2 л = 2000 г
Изменение температуры (ΔT) = 20°C
Масса чашки (m_ч) = 200 г
Найти: КПД лампы
Решение:
Энергия, выделяемая при сжигании керосина, используется для нагревания воды и чашки. Таким образом,
Q = mcΔT + mc_чsΔT,
где Q - количество выделившейся энергии, m - масса вещества, c - удельная теплоемкость, s - удельная теплоемкость материала, ΔT - изменение температуры.
КПД (η) можно найти по формуле:
η = (используемая энергия / поступившая энергия) * 100%
Так как используется вся энергия от сжигания керосина, то поступившая энергия равна энергии, выделенной при сжигании керосина:
Q = 2 л * 20 °C * 1 ккал/г*°C + 200 г * 0.11 ккал/г*°C * 20 °C
Q = 40 ккал + 44 ккал
Q = 84 ккал
Все 84 ккал энергии используются для нагрева воды и чашки.
Ответ:
КПД лампы = (используемая энергия / поступившая энергия) * 100% = (84 ккал / 420 ккал) * 100% = 20%