Ответ:
Решение:
Для решения задачи нам потребуются следующие данные:
- Объем супа: \( V = 0,2 \) л.
- Время нагрева: \( t = 2 \) мин = \( 120 \) с.
- Масса природного газа: \( m_{газа} = 4 \) г = \( 0,004 \) кг.
- Изменение температуры супа: \( \Delta T = 10^{\circ} C \).
- Плотность воды (примем за плотность супа): \( \rho_{воды} = 1000 \) кг/м³ = \( 1 \) г/см³ = \( 1 \) кг/л.
- Удельная теплоёмкость воды (примем за удельную теплоёмкость супа): \( c_{воды} = 4200 \) Дж/(кг·°C).
- Низшая теплота сгорания природного газа: \( q_{прир.газа} = 44 \cdot 10^6 \) Дж/кг (стандартное значение).
1. Найдём массу супа:
Масса супа равна объему, умноженному на плотность:
\[ m_{супа} = V \cdot \rho_{воды} = 0,2 \text{ л} \cdot 1 \text{ кг/л} = 0,2 \text{ кг} \]2. Найдём количество теплоты, которое пошло на нагревание супа:
\[ Q_{полезное} = c_{воды} \cdot m_{супа} \cdot \Delta T = 4200 \text{ Дж/(кг·°C)} \cdot 0,2 \text{ кг} \cdot 10^{\circ} C = 8400 \text{ Дж} \]3. Найдём общее количество теплоты, выделившееся при сгорании газа:
\[ Q_{общее} = q_{прир.газа} \cdot m_{газа} = 44 \cdot 10^6 \text{ Дж/кг} \cdot 0,004 \text{ кг} = 176000 \text{ Дж} \]4. Рассчитаем КПД горелки:
КПД (коэффициент полезного действия) — это отношение полезно израсходованной энергии к общему количеству энергии:
\[ \text{КПД} = \frac{Q_{полезное}}{Q_{общее}} \cdot 100\% \]Подставим значения:
\[ \text{КПД} = \frac{8400 \text{ Дж}}{176000 \text{ Дж}} \cdot 100\% \approx 0,0477 \cdot 100\% \approx 4,77\% \]5. Округлим ответ до целых:
\[ 4,77\% \approx 5\% \]Ответ: 5%
