Непосредственно при свечении лампы накаливания происходит преобразование электрической энергии (энергии движения электронов) в тепловую (нагрев лампы) и световую (свет лампы). Но если рассматривать вопрос шире - какие преобразования происходят для того, чтобы лампа засветилась - то всё сложнее. Чтобы получить электрическую энергию, нужно в неё преобразовать: или солнечную энергию (солнечные батареи), или тепловую энергию (теплоэлектростанции, где происходит сжигание твердого, жидкого или газообразного топлива с выделением тепла, которое нагревает воду, вода превращается в пар, пар крутит парогенератор с выделением электроэнергии; но для получения исходного топлива была нужна энергия солнца), или энергию воды (гидроэлектростанции, в которых поток воды крутит электрогенератор; поток воды может быть падающим или можно использовать приливную энергию океана), или энергию ветра (ветер крутит генератор), или атомную или ядерную энергию (энергия расщепления или синтеза нагревает воду, а далее как в теплоэлектростанциях).
Но если рассматривать вопрос шире - какие преобразования происходят для того, чтобы лампа засветилась - то всё сложнее.
Чтобы получить электрическую энергию, нужно в неё преобразовать:
или солнечную энергию (солнечные батареи),
или тепловую энергию (теплоэлектростанции, где происходит сжигание твердого, жидкого или газообразного топлива с выделением тепла, которое нагревает воду, вода превращается в пар, пар крутит парогенератор с выделением электроэнергии; но для получения исходного топлива была нужна энергия солнца),
или энергию воды (гидроэлектростанции, в которых поток воды крутит электрогенератор; поток воды может быть падающим или можно использовать приливную энергию океана),
или энергию ветра (ветер крутит генератор),
или атомную или ядерную энергию (энергия расщепления или синтеза нагревает воду, а далее как в теплоэлектростанциях).
Q1 = c·m1·(t2 - t1) = 4200·m1·(60-10) = (210 000 ·m1 )Дж = (0,210·m1) МДж (здесь 4200 Дж/(кг·°С) - удельная теплоемкость воды.
Количество теплоты при сгорании каменного угля:
Q2 = q·m2 = 30·10⁶ ·40 = 1200 MДж
КПД = Q1·100% / Q2
КПД = 0,210·m1*100 / 1200
Отсюда:
40=0,210·m1*100 / 1200
m1 ≈ 2 900 кг или 2,9 тонн
Задача 2
При сгорании березовых дров выделилось
Q1 = 0,600 · 8,3·10⁶ = 4,98 МДж
На нагревание воды пошло
Q2 = 0,25·4,98 ≈ 1,25 МДж
Количество теплоты на нагревание воды:
Q3 = 4200·m3·(100-10) ≈ 0,38·m3 Мдж
Но Q2=Q3. тогда:
m3 = 1,25 / 0,38 ≈ 3,3 кг воды