Чему равен КПД самовара, если для нагревания в нем 3 л воды от температуры 10°С до температуры 100°С требуется сжечь 75 г каменного угля?

Дано:

T1 = 10 градусов Цельсия - начальная температура воды;

T2 = 100 градусов Цельсия - требуемая температура воды;

V1 = 3 литра = 0,003 м^3 - объем воды;

ro1 = 1000 кг/м^3 - плотность воды;

c = 4200 Дж / (кг*С) - удельная теплоемкость воды;

m2 = 75 грамм = 0,075 килограмм - масса каменного угля;

q = 29,3 МДж/кг = 29,3 * 10^6 Дж/кг - удельная теплота сгорания каменного угля.

Требуется определить КПД печи n.

Найдем массу воды:

m1 = ro1 * V1 = 1000 * 0,003 = 3 килограмма.

Чтобы нагреть воды, нужно затрать энергию:

Q1 = c * m1 * dT = 4200 * 3 * (100 - 10) = 4200 * 3 * 90 = 1134000 Джоулей.

При сгорании угля выделится энергия:

Q2 = q * m2 = 29,3 * 10^6 * 0,075 = 2,2 * 10^6 Джоулей.

Тогда КПД печи будет равно:

n = Q1 / Q2 = 1134000 / 2200000 = 0,52 = 52 %.

Ответ: КПД печи равно 52 %.