Для розрахунку кількості використаного природного газу, спочатку потрібно знайти теплоту, необхідну для нагрівання 4 кг води від 0°C до температури кипіння.

Теплота, необхідна для нагрівання певної кількості речовини (Q), вираховується за формулою:

Q = m * c * ΔT,

де m - маса речовини, c - специфічна теплоємність речовини, ΔT - зміна температури.

В нашому випадку, маса води (m) дорівнює 4 кг. Специфічна теплоємність води (c) при природньому тиску становить близько 4,18 kJ/(kg°C). ΔT - зміна температури, і вона дорівнює температурі кипіння води (100°C) мінус початкова температура (0°C).

Отже,

ΔT = 100°C - 0°C = 100°C.

Застосуємо формулу:

Q = 4 кг * 4,18 kJ/(kg°C) * 100°C = 1672 кJ.

Таким чином, необхідна теплота для нагрівання 4 кг води від 0°C до температури кипіння дорівнює 1672 кДж.

Зазвичай використовують одиничний показник - малу кількість теплоти, яку можна підвищити тільки одною одиницею теператури одного граму води, або 1 дж. Аби перевести кДж у Дж, множимо 1672 кДж на 1000.

Таким чином, необхідна теплота для нагрівання 4 кг води дорівнює 1672000 Дж.

Знаючи, що вся енергія виділена газовою плитою пішла на нагрівання води, ми можемо встановити відношення між кількістю використаного газу і виділеною енергією.

Кількість використаного газу можна визначити, поділивши виділену енергію (1672000 Дж) на специфічну теплоту згорання природного газу. Величина специфічної теплоти залежить від складу газу, але давня значення складалася приблизно 35-40 МДж/м³. Нехай використовується газ зі специфічною теплотою згорання 35 МДж/м³.

Теплота згорання 1 м³ газу буде:

Q = 35 МДж = 35 * 10^6 Дж.

Тоді кількість використаного газу можна визначити так:

Кількість газу = (виділена енергія) / (теплота згорання 1 м³ газу) = 1 672 000 Дж / 35 000 000 Дж/м³ ≈ 0.0477 м³.

Таким чином, для нагрівання 4 кг води від 0°C до температури кипіння було використано приблизно 0.0477 м³ природного газу.