Сколько времени потребуется для закипания 2 литров воды, которая имеет начальную температуру 31 °C, при использовании

Для решения этой задачи нам понадобится знание о теплоте и количестве энергии, необходимых для нагрева воды.

Сначала найдем массу керосина, который будет использоваться в процессе нагрева. Мы знаем, что нагреватель потребляет 4 г керосина в минуту. Таким образом, за определенное время t (в минутах) он потребит 4t г керосина.

Затем найдем количество энергии, выделяемое при сгорании этого керосина. По формуле $Q=mc\mathrm{\Delta }T$, где Q - количество теплоты, m - масса вещества, c - удельная теплоемкость вещества, $\mathrm{\Delta }T$ - изменение температуры.

Удельная теплота сгорания керосина составляет 46 МДж/кг. Предварительно нам следует перевести массу керосина в килограммы. Таким образом, масса керосина, используемого за время t, будет равна 0.004t кг.

Таким образом, количество энергии, выделяемое при сгорании керосина за время t, составит 46 МДж/кг * 0.004t кг.

Теперь мы можем написать уравнение, используя КПД нагревателя. КПД (коэффициент полезного действия) - это отношение полезной работы (теплоты, которая будет передана воде) к затраченной работе (энергии, выделяемой при сгорании керосина):

$$КПД=\frac{Полезнаяработа}{Затраченнаяработа}$$

Используя формулу для КПД, мы можем записать:

$$0.35=\frac{46МДж/кг\times 0.004tкг}{Затраченнаяработа}$$

Мы можем найти затраченную работу, умножив массу керосина на количество энергии, выделенной при его сгорании:

$$Затраченнаяработа=46МДж/кг\times 0.004tкг$$

Теперь мы можем написать уравнение для КПД:

$$0.35=\frac{46МДж/кг\times 0.004tкг}{Затраченнаяработа}$$

Чтобы решить это уравнение и найти время t, нам потребуется перейти к другому уравнению. Умножим обе стороны уравнения на Затраченную работу:

$$0.35\times Затраченнаяработа=46МДж/кг\times 0.004tкг$$

Теперь у нас есть значение Затраченной работы, которое мы можем подставить в уравнение:

$$0.35\times (46МДж/кг\times 0.004tкг)=46МДж/кг\times 0.004tкг$$

Теперь решим уравнение:

$$0.35\times (46МДж/кг\times 0.004tкг)=46МДж/кг\times 0.004tкг$$

$$0.35\times (46МДж)=46МДж\times 0.004t$$

$$0.35\times 46=0.004t$$

$$16.1=0.004t$$

Теперь выразим t:

$$t=\frac{16.1}{0.004}\approx 4025минут$$

Таким образом, потребуется примерно 4025 минут (или около 67 часов) для закипания 2 литров воды при использовании данного нагревателя, потребляющего 4 г керосина в минуту с КПД 35 % и удельной теплотой сгорания керосина 46 МДж/кг.