Пусть \( m_{1} \) - искомая масса биотоплива
тогда при сгорании биотоплива выделится количество теплоты \( Q_{1} \):
\( Q_{1}=m_{1}*q \) -(1)
Из определения КПД имеем: \( \eta=\frac{Q_{2}}{Q_{1}} \)-(2)
где \( Q_{2} \) - количество теплоты, идущее на нагрев 100 литров воды с температуры \( t_{1}=16 C \) до \( t_{2}=40 C \)
При этом \( Q_{2}=m_{2}*c*(t_{2}-t_{1}) \) -(3)
где \( m_{2}=p*V=1000*0,1=100 \) кг - масса воды обьема
Подставим в (2) вместо \( Q_{1} \) и \( Q_{2} \) соответственно выражения (1) и (3), получим:
\( \eta=\frac{m_{2}*c*(t_{2}-t_{1})}{m_{1}*q} \), отсюда выразим \( m_{1} \)
\( m_{1}=\frac{m_{2}*c*(t_{2}-t_{1})}{\eta*q}=\frac{100*4,19*10^{3}*(40-16)}{0,8*18*10^{6}}\approx0,698 kg \)
По определению мощности имеем:
\( P=\frac{Q_{2}}{t} \)-(4)
где \( t \) есть время, за которое вода получит количество теплоты \( Q_{2} \)
Подставим в (4) вместо \( Q_{2} \) выражение (3), получим:
\( P=\frac{m_{2}*c*(t_{2}-t_{1})}{t} \), отсюда выразим \( t \)
\( t=\frac{m_{2}*c*(t_{2}-t_{1})}{P}=\frac{100*4,19*10^{3}*24}{20*10^{3}}\approx 503 c \)