В чайник налили 2 л. воды при температуре 20 градусов и поставили на газовую горелку. на нагревание воды использовали 42 грамма природного газа. определите температуру воды если вода получила 40% тепла, которое может быть выделено при полном сгорании этого газа.

Дано:

V = 2 литра = 0,002 м^3 - объем воды в чайнике;

ro = 1000 кг/м^3 - плотность воды;

T1 = 20 градусов Цельсия - начальная температура воды;

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

m1 = 42 грамма = 0,042 килограмма - масса газа, израсходованного на нагрев воды;

n = 0,4 - кпд газовой горелки;

q = 50 * 10^6 Дж/кг - удельная теплота сгорания газа (метан).

Требуется определить температуру воды после нагрева T2 (градус Цельсия).

При сгорании природного газа выделится энергия:

Q = q * m1.

Из этой энергии на нагрев воды будет потрачено:

Q1 = n * Q = n * q * m1.

Тогда температура воды будет равна:

T2 = Q1 / (c * m) + T1 = n * q * m1 / (c * V * ro) + T1 =

= 0,4 * 50 * 10^6 * 0,042 / (4200 * 0,002 * 1000) + 20 =

= 840000 / 8400 + 20 = 100 + 20 = 120 градусов Цельсия.

Так как температура кипения воды составляет 100 градусов Цельсия, значит, вода будет нагрета до температуры 100 градусов Цельсия, а оставшаяся энергия уйдет на превращения воды в пар.

Ответ: вода будет нагрета до температуры 100 градусов Цельсия.