Дано:
Объем воды (V) = 1.55 л = 0.00155 м^3
Начальная температура воды (T1) = 20 °C = 293 K
Конечная температура воды (T2) = 100 °C = 373 K
Масса спирта, потребляемого за 1 час (m) = 0.3 кг
КПД горелки (η) = 24% = 0.24
Удельная теплоемкость воды (c) = 4184 Дж/(кг*К)
Найти:
Время, необходимое для нагревания 1.55 л воды с 20 до 100 °C
Решение:
Сначала найдем количество теплоты, необходимое для нагревания воды:
Q = m * c * ΔT = V * c * ΔT = 0.00155 * 4184 * (373 - 293) = 24267.6 Дж
Затем определим количество теплоты, выделяемое при сжигании 0.3 кг спирта:
Q_burner = m * η
Теперь найдем время нагрева, используя КПД горелки:
Q_burner = Q / t
t = Q / (m * η)
Подставим известные значения:
t = 24267.6 / (0.3 * 0.24) ≈ 3365.56 секунд или около 56 минут
Ответ:
Для нагревания 1.55 л воды с 20 до 100 °C при использовании горелки, которая потребляет 0.3 кг спирта за 1 час и имеет КПД 24%, потребуется примерно 56 минут.