Дано:
- масса керосина m_kerosine = 80 г = 0.08 кг
- удельная теплота сгорания керосина q = 42 МДж/кг = 42000000 Дж/кг
- объем воды V_water = 3 л = 3 кг (принимаем плотность воды равной 1 кг/л)
- начальная температура воды t_initial = 20 °C
- конечная температура воды t_final = 100 °C
Найти: КПД нагревателя.
Решение:
1. Рассчитаем количество теплоты, выделяющееся при сгорании керосина:
Q_burning = m_kerosine * q
Q_burning = 0.08 кг * 42000000 Дж/кг
Q_burning = 3360000 Дж
2. Найдем количество теплоты, необходимое для нагрева воды от 20 °C до 100 °C:
Q_water = m_water * c_water * ΔT
где c_water = 4186 Дж/(кг·°C) и ΔT = t_final - t_initial = 100 °C - 20 °C = 80 °C.
Q_water = 3 кг * 4186 Дж/(кг·°C) * 80 °C
Q_water = 3 * 4186 * 80 = 1004640 Дж
3. Теперь найдем КПД (η) нагревателя:
η = (Q_water / Q_burning) * 100%
η = (1004640 Дж / 3360000 Дж) * 100%
η ≈ 29.88 %
Ответ: КПД нагревателя составляет примерно 29.88 %.