Дано:
масса воды m1 = 100 г = 0,1 кг
начальная температура воды T1 = 20 °C
конечная температура воды T2 = 90 °C
масса спирта m2 = 5 г = 0,005 кг
которая испаряется (если это не указано) и концентрация спирта (этанол): c2 = 2970 Дж/(кг·°C)
Найти: сколько процентов энергии расходуется на нагревание воды.
Решение:
1. Рассчитаем количество теплоты, необходимое для нагрева воды от 20 °C до 90 °C:
Q1 = m1 * c * (T2 - T1)
где c – удельная теплоемкость воды, c = 4186 Дж/(кг·°C)
Q1 = 0,1 кг * 4186 Дж/(кг·°C) * (90 °C - 20 °C)
Q1 = 0,1 * 4186 * 70
Q1 = 0,1 * 292020
Q1 = 29202 Дж
2. Теперь рассчитаем количество теплоты, которое выделяется при сгорании спирта. Удельная теплота сгорания спирта составляет примерно 30 МДж/кг (или 30000 кДж/кг).
Q2 = m2 * Q_сгорания
Q2 = 0,005 кг * 30000000 Дж/кг
Q2 = 150000 Дж
3. Теперь найдем процент энергии, который расходуется на нагревание воды:
Процент = (Q1 / Q2) * 100%
Процент = (29202 / 150000) * 100%
Процент ≈ 19.47 %
Ответ: На нагревание 100 г воды от 20 °C до 90 °C расходуется примерно 19.47% энергии.