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%