652 задача

Для решения задачи нужно использовать данные из условия:

1. Масса воды (\(m\)) = 600 г = 0,6 кг
2. Эффективность спиртовки (\(\eta\)) = 33%
3. Мощность спиртовки = 100 Дж/сек
4. Удельная теплота парообразования воды (\(r\)) = 2260 кДж/кг = 2260000 Дж/кг

Часть 1: Время до кипячения

Для нагрева воды до кипения нужно использовать формулу: \[ Q = c \cdot m \cdot \Delta T \]

Где:

• \( c \) = удельная теплоемкость воды = 4200 Дж/(кг·°C)
• \(\Delta T\) = 100 °C (с 10 до 100)

Энергия, необходимая для нагрева: \[ Q = 4200 \cdot 0,6 \cdot (100 - 10) = 4200 \cdot 0,6 \cdot 90 = 226800 \text{ Дж} \]

Энергия, реально производимая спиртовкой (учитывая КПД): \[ Q_{\text{real}} = Q / \eta = 226800 / 0.33 = 687272.73 \text{ Дж} \]

Время, необходимое для нагрева: \[ t = Q_{\text{real}} / P = 687272.73 / 100 = 6872.73 \text{ сек} \]

Часть 2: Количество воды, испаряемой в минуту

Мощность спиртовки составляет 100 Дж/сек с КПД 33%: \[ P_{\text{use}} = 100 \cdot 0.33 = 33 \text{ Дж/сек} \]

В минуту: \[ E = 33 \cdot 60 = 1980 \text{ Дж} \]

Количество испаренной воды: \[ m_{\text{испар.}} = E / r = 1980 / 2260000 \approx 0.000876 \text{ кг} = 0.876 \text{ г} \]

Таким образом:

• Время до кипячения составляет примерно 6872,73 секунд.
• Ежесекундно при кипении испаряется около 0,876 граммов воды.