Для решения этой задачи сначала надо подсчитать сколько тепловой энергии дало сгорание пропана. Её количество можно найти по формуле: Q = q × mпропана = 48000000 × 0,001989 кг ≈ 95500 Дж (мы массу пропана перевели в килограммы). Зная всю энергию сгорания (затраченную энергию) и КПД данной системы, можно найти полезную энергию, которая была потрачена на разогрев воды и посуды. Из формулы КПД: η = × 100%, выразим: Qполезн = = ≈ 18140 Дж. По условию задачи сказано, что в посуду заливали воду, тогда можно исключить тепловой процесс плавления льда: вся полезная энергия системы тратится только на нагрев стальной посуды и воды: Qполезное = Qпосуды + Qводы. Количество тепловой энергии, необходимой для разогрева, может быть подсчитана по формуле: Q = c×m×(tконечная - tначальная). Масса посуды, её материал и теплоёмкость известны, при этом температура посуды меняется вместе с температурой воды, которая в ней находится. Подставим формулу нагрева: Qполезное = cстали×mпосуды×(tконечная - tначальная) + cводы×mводы×(tконечная - tначальная). Откуда: Qполезное = (cстали×mпосуды + cводы×mводы)×(tконечная - tначальная). Далее: tконечное - tначальное = | Qполезное | | cстали×mпосуды + cводы×mводы | . И, наконец: tначальная = tконечная - | Qполезное | | cстали×mпосуды + cводы×mводы | . Подставим все известные значения, получим: tначальная = 47 ºС - | 18140 Дж | | 480 ×0,191 кг + 4200 ×0,698 кг | ≈ 41 ºС, что и является ответом. |