Высокий уровень. 2. В алюминиевом чайнике массой 500 г нагревают 2 л воды, взятой при температуре 18 °C. До какой температуры можно нагреть воду в чайнике за счёт сжигания 30 г природного газа? КПД горелки равен 50%.

Примем \(q_{газа}=50\) МДж/кг, \(c_{Al}=900\) Дж/(кг·°C), \(c_{в}=4200\) Дж/(кг·°C). Полезная энергия: \(Q=0.5\cdot0.03\cdot50\cdot10^6=750000\) Дж.

Теплоёмкость воды и чайника: \(C=4200\cdot2+900\cdot0.5=8850\) Дж/°C.

Повышение температуры: \(\Delta t=Q/C\approx84.7\ ^\circ\mathrm C\). Расчётная температура воды — \(18+84.7=102.7\ ^\circ\mathrm C\), но при обычном атмосферном давлении вода закипит при 100 °C. Оставшаяся энергия пойдёт на испарение.

Ответ: вода нагреется до 100 °C и закипит.