В электрическом чайнике вода нагревается от температуры t = 20 °C до температуры кипения
ty — 100 °С за т = 10 мин. За какое время те после этого 20 % воды выкипит? Удельная
теплоёмкость воды с = 4, 2 кДж/кг. °С, удельная теплота парообразования воды L = 2, 3 МДж/
кг. Теплоёмкость чайника и теплообмен с окружающей средой не учитывать.
ответ округли до целого значения.
ответ: Т. ~
МИН.
Для начала, нам нужно рассчитать количество теплоты, которое нужно передать воде, чтобы она нагрелась до температуры кипения. Для этого воспользуемся формулой:
Q = mcΔt,
где Q - количество теплоты, m - масса воды, c - удельная теплоемкость воды, Δt - изменение температуры.
Из условия задачи известно, что удельная теплоемкость воды c = 4,2 кДж/кг. °С, а изменение температуры Δt = 100 - 20 = 80 °С. Значит, нам нужно рассчитать количество теплоты, необходимое для нагрева воды:
Q = mcΔt = 1000 г (1 кг = 1000 г) * 4,2 кДж/кг. °С * 80 °С = 336000 кДж.
Теперь давайте рассчитаем количество теплоты, необходимое для парообразования 20% воды. Для этого воспользуемся формулой:
Q = ml,
где Q - количество теплоты, m - масса воды, l - удельная теплота парообразования воды.
Из условия задачи известно, что удельная теплота парообразования воды l = 2,3 МДж/кг. Значит, нам нужно рассчитать количество теплоты, необходимое для парообразования 20% воды:
Q = ml = 0,2 * 1000 г * 2,3 МДж/кг = 460000 кДж.
Теперь, чтобы найти время, за которое выкипит 20% воды, мы можем воспользоваться формулой:
Q = Pt,
где Q - количество теплоты, P - мощность нагревателя, t - время.
Мощность нагревателя P мы не знаем, поэтому она останется неизвестной величиной. Однако, нам известно, что вода выкипает, когда переданное ей количество теплоты становится равным необходимому. Значит, мы можем записать уравнение:
mcΔt + ml = Pt.
Подставим известные значения:
336000 кДж + 460000 кДж = P * t.
796000 кДж = Pt.
Теперь, чтобы найти время t, нам нужно разделить количество теплоты на мощность нагревателя:
t = 796000 кДж / P.
Округлим ответ до целого значения и обозначим его Т.
Ответ: Т. ~ МИН.
Важно отметить, что для нахождения конкретного значения времени нам нужна информация о мощности нагревателя, которая не указана в условии задачи. Поэтому мы можем только определить отношение времени к количеству теплоты, но не конкретное значение времени.