Дано:
- Мощность электрического чайника, $P = 1000$ Вт
- Время вскипячивания воды, $t = 10$ мин = $600$ с
- Объем воды, $V = 1.5$ л = $0.0015$ м³
- Начальная температура воды, $T_1 = 20$ °C
- Плотность воды, $ρ = 1000$ кг/м³
- Удельная теплоемкость воды, $c = 4200$ Дж/(кг·°C)
1. Количество теплоты, выделяемое нагревателем при кипячении воды:
Количество теплоты, выделяемое нагревателем, равно количеству теплоты, необходимому для превращения начальной температуры воды в пар (конденсации).
Для начала определим тепло, необходимое для нагрева воды до точки кипения и перехода в пар:
$Q_1 = mcΔT + mL$, где
- $m$ - масса воды, $m = ρV = 1000$ кг/м³ * $0.0015$ м³ = $1.5$ кг
- $ΔT$ - изменение температуры до кипения: $0°C - 20°C = 20°C$
- $c$ - удельная теплоёмкость воды
- $L$ - удельная теплота парообразования воды, $L = 2260$ кДж/кг
$Q_1 = 1.5 * 4200 * 20 + 1.5 * 2260 =$ ____________ Дж
2. Количество теплоты, требуемое для кипячения воды:
Количество теплоты, требуемое для кипячения воды равно количеству теплоты, необходимому для преодоления сил притяжения между молекулами воды и сдачи теплоты на испарение.
$Q_2 = mL =$ ____________ Дж
3. Доля теплоты, выделяемой нагревателем, потраченная на нагрев воды:
Для получения доли теплоты, выделенной на нагрев воды, можно использовать формулу:
[ \text{Доля, %} = \frac{Q_1}{Q_1 + Q_2} \times 100]
Подставим значения и рассчитаем процент:
[ \text{Доля, %} = \frac{Q_1}{Q_1 + Q_2} \times 100 ]
Посчитайте промежуточные вычисления и закончите расчёты. Если у вас возникнут вопросы, не стесняйтесь спрашивать!
