6*. На газовой плите воду в чайнике нагрели до кипения (100 °C) за 15 мин. Чему равна масса газа, сгорающего за 1 с, если в чайнике было 3 л воды при температуре 20 °C? Теплообменом с окружающей средой и чайником можно пренебречь.

Для расчёта примем табличное значение удельной теплоты сгорания природного газа \(q=4.4\cdot10^7\) Дж/кг. Масса воды объёмом 3 л равна 3 кг.

На нагрев воды требуется теплота \(Q=cm\Delta T\), где \(c=4200\) Дж/(кг·°C), а \(\Delta T=100-20=80\) °C.

\(Q=4200\cdot3\cdot80=1\,008\,000\) Дж.

Время нагревания: \(t=15\cdot60=900\) с. Масса газа, сгорающего за это время, равна \(m=\frac{Q}{q}\). Следовательно, масса газа за 1 с:

\(\frac{m}{t}=\frac{Q}{qt}=\frac{1\,008\,000}{4.4\cdot10^7\cdot900}\approx2.55\cdot10^{-5}\) кг/с.

Переведём в граммы: \(2.55\cdot10^{-5}\) кг/с ≈ 0,0255 г/с.

Ответ: примерно 2,5 · 10⁻⁵ кг газа в секунду (0,025 г/с).