Дано:
- масса воды m_вода = 200 г = 0,2 кг
- начальная температура воды T1 = 25°C
- конечная температура воды T2 = 75°C
- масса испарившегося спирта m_спирт = 5 г = 0,005 кг
- удельная теплоемкость воды c_вода = 4186 Дж/(кг·°C)
- скрытая теплота парообразования спирта L_спирт = 2,3 × 10^6 Дж/кг
Найти:
- КПД тепловой установки.
Решение:
1. Рассчитаем количество тепла, необходимое для нагрева воды:
Q_вода = m_вода * c_вода * (T2 - T1)
Q_вода = 0,2 * 4186 * (75 - 25) = 0,2 * 4186 * 50 = 41860 Дж.
2. Рассчитаем количество тепла, которое выделяется при испарении спирта:
Q_спирт = m_спирт * L_спирт
Q_спирт = 0,005 * 2,3 × 10^6 = 11500 Дж.
3. КПД тепловой установки вычисляется как отношение полезно использованной энергии (тепло, переданное воде) к общему количеству энергии, выделенной спиртом (тепло, потраченное на испарение спирта):
КПД = (Q_вода / Q_спирт) * 100%
КПД = (41860 / 11500) * 100% ≈ 363%.
Ответ: КПД ≈ 363%.