Сколько граммов воды можно нагреть на спиртовке 30 градусов,если сжечь в ней 21 грамм спирта?КПД спиртовки...

Для решения данной задачи нам необходимо вычислить количество теплоты, которое выделяется при сжигании 21 грамма спирта.

Сначала найдем количество теплоты, которое выделяется при сгорании 21 грамма спирта. Для этого воспользуемся формулой:

Q = mcΔt

где Q - количество теплоты, m - масса вещества, c - удельная теплоемкость вещества, Δt - изменение температуры.

Удельная теплоемкость спирта (c) примем равной 2,5 Дж/(г*С) (это значение можно найти в таблицах). Из условия известно, что при сгорании 21 грамма спирта выделяется Q Дж теплоты.

Q = 21 г 2,5 Дж/(гС) * 30 градусов = 1575 Дж

Теперь найдем, сколько граммов воды можно нагреть на эту теплоту. Для этого воспользуемся формулой:

Q = mcΔt

где Q - количество теплоты, m - масса вещества, c - удельная теплоемкость вещества, Δt - изменение температуры.

Удельная теплоемкость воды (c) равна 4,186 Дж/(г*С). Пусть m - масса воды, которую мы хотим нагреть на Δt градусов.

1575 Дж = m г 4,186 Дж/(гС) * Δt

m = 1575 Дж / (4,186 Дж/(гС) 30 градусов) = 1.45 кг

Таким образом, можно нагреть 1,45 кг воды на спиртовке 30 градусов, если сжечь в ней 21 грамм спирта.

Чтобы решить задачу, начнем с определения энергии, которую выделяет спирт при сгорании. Затем мы учтем КПД спиртовки и выясним, какое количество воды можно нагреть на эту энергию.

1. Теплота сгорания спирта: Этанол (спирт) имеет удельную теплоту сгорания около 29,7 МДж/кг, или 29700 Дж/г.

2. Количество выделяемой энергии при сгорании 21 г спирта: [ E = 21 \text{ г} \times 29700 \text{ Дж/г} = 623700 \text{ Дж} ]

3. Учет КПД спиртовки: Спиртовка имеет КПД 30%, что означает, что только 30% выделяемой энергии идет непосредственно на нагревание воды. Эффективно используемая энергия: [ E_{\text{эфф}} = 0.30 \times 623700 \text{ Дж} = 187110 \text{ Дж} ]

4. Количество воды, которое можно нагреть: Нам нужно выяснить, сколько граммов воды можно нагреть на 30 градусов. Удельная теплоемкость воды составляет примерно 4186 Дж/(кг·К). Пусть ( m ) — масса воды в кг, которую мы хотим нагреть на ( \Delta T = 30^\circ C ).

   Используем формулу для количества теплоты: [ Q = mc\Delta T ] где ( Q ) — количество теплоты, ( m ) — масса воды, ( c ) — удельная теплоемкость воды, ( \Delta T ) — изменение температуры. Подставляя известные значения: [ 187110 \text{ Дж} = m \times 4186 \text{ Дж/(кг·К)} \times 30 \text{ К} ] Решаем для ( m ): [ m = \frac{187110}{4186 \times 30} \approx 1.49 \text{ кг} ]

Значение получилось немного отличаться от заданного в вопросе (1.45 кг), что может быть связано с округлениями или точностью исходных данных (например, удельной теплотой сгорания спирта). Однако методика расчета верна, и результат близок к указанному.

Для расчета количества граммов воды, которые можно нагреть на спиртовке, необходимо учитывать мощность спиртовки, удельную теплоемкость воды и КПД спиртовки. При данной температуре и количестве спирта, можно нагреть примерно 1.45 кг воды.