Question

На газовую плиту, КПД которой составляет 40% поставили  кастрюлю с водой. За то время, в течение которого вода  нагревалась до температуры кипения, плита отдала 1,5 МДж  энергии в окружающую среду. Определите массу газа,  затраченного на протяжении всего процесса.

Answer 1

дано:
- КПД плиты η = 40% = 0,4
- энергия, отданная плитой в окружающую среду Q_потери = 1,5 МДж = 1,5 * 10^6 Дж
- энергия, подведенная к плиту из газа Q_подача

найти:
- массу газа m_газ

решение:
1. Из формулы для КПД можно выразить энергию, подведенную к плиту из газа:
η = Q_полезная / Q_подача

где Q_полезная – это энергия, потраченная на нагревание воды (она равна энергии, отданной плитой в окружающую среду, так как вода нагревается за счет этого тепла).

Q_подача = Q_полезная / η

2. Подставим значения:
Q_подача = 1,5 * 10^6 Дж / 0,4
Q_подача = 3,75 * 10^6 Дж

3. Энергия, подведенная к плиту, идет на сжигание газа. Для определения массы газа, нужно знать теплоту сгорания газа. Пусть теплотой сгорания газа является λ = 50 МДж/кг = 50 * 10^6 Дж/кг (значение для природного газа).

4. Теперь рассчитаем массу газа:
m_газ = Q_подача / λ
m_газ = 3,75 * 10^6 Дж / 50 * 10^6 Дж/кг
m_газ = 0,075 кг

ответ:
Масса газа, затраченного на протяжении всего процесса, составляет 0,075 кг.