В электрическом чайнике мощностью 700 Вт можно за 20 минут вскипятить 1,5 литра воды, имеющей начальную температуру 20 °С. Плотность воды равна 1000 кг/м³, её удельная…
В электрическом чайнике мощностью 700 Вт можно за 20 минут вскипятить 1,5 литра воды, имеющей начальную температуру 20 °С. Плотность воды равна 1000 кг/м³, её удельная теплоёмкость с = 4200 Дж/(кг-°С). 1) Какое количество теплоты выделяется нагревателем за счет протекания через него электрического тока при кипячении данной порции воды? 2) Какое количество теплоты нужно передать данной порции воды для того, чтобы она закипела? 3) Какая часть теплоты, выделяющейся нагревателем, тратится на нагрев воды? Ответ приведите в процентах. Напишите полное решение этой задачи.
Решение:
- Количество теплоты, выделяемое нагревателем:
Мощность чайника P = 700 Вт (Ватт) = 700 Дж/с (Ватт равен джоулю в секунду).
За 20 минут (или 1200 секунд) чайник выделяет тепло Q1: \[ Q1 = P \cdot t = 700 \, Дж/с \cdot 1200 \, с = 840,000 \, Дж \]
- Количество теплоты, необходимое для закипания воды:
Для перехода 1,5 литра (1,5 кг) воды с начальной температуры 20 °C до температуры кипения 100 °C необходимо количество теплоты Q2: \[ Q2 = mc\Delta T = 1,5 \, кг \cdot 4200 \, Дж/(кг-°C) \cdot (100 - 20) °C = 567,000 \, Дж \]
- Часть теплоты, выделяемой нагревателем, на нагрев воды:
Из общего количества теплоты, выделяемого нагревателем (Q1), часть уходит на нагрев воды. Это можно найти как отношение количества теплоты, используемого для нагрева воды (Q2) к общему количеству выделенной теплоты (Q1).
\[ \% = \frac{Q2}{Q1} \times 100 = \frac{567,000 \, Дж}{840,000 \, Дж} \times 100 \approx 67.5\% \]
Таким образом:
- Количество теплоты, выделяемое нагревателем, составляет 840,000 Дж.
- Количество теплоты, необходимое для закипания воды, составляет 567,000 Дж.
- Примерно 67.5% выделяемой нагревателем теплоты используется на нагрев воды.
Теперь решение готово, и надеюсь, что оно поможет вам понять задачу. Если у вас есть еще вопросы, не стесняйтесь задавать!
