В электрическом чайнике мощностью 1000 Вт можно за 10 минут вскипятить 1,5 литра воды, имеющей начальную температуру 20 °С. Плотность воды равна 1000 кг/м3, её удельная…
В электрическом чайнике мощностью 1000 Вт можно за 10 минут вскипятить 1,5 литра воды, имеющей начальную температуру 20 °С. Плотность воды равна 1000 кг/м3, её удельная теплоёмкость c = 4200 Дж/(кг · °С). какое количество теплоты выделяется нагревателем за счёт протекания через него электрического тока при кипячении данной порции воды какой количество теплоты нужно передать данной порции для того чтобы она закипела какая часть теплоты выделяющейся нагревателем тратится на нагрев воды ответ приведите в процентах
Для решения данной задачи сначала вычислим количество теплоты, которое необходимо передать данной порции воды, чтобы она закипела.
Дано:
- Мощность электрического чайника, P = 1000 Вт = 1000 Дж/с
- Время, за которое вскипятится вода, t = 10 мин = 600 с
- Масса воды, m = 1,5 литра = 1,5 кг (1 литр воды = 1 кг)
- Начальная температура воды, T₁ = 20 °C
- Плотность воды, ρ = 1000 кг/м³
- Удельная теплоемкость воды, c = 4200 Дж/(кг·°C)
- Для начала определим сколько теплоты нужно для нагрева воды до точки кипения (100 °C). \[ Q_{\text{нагрев}} = mc\Delta T \] где ΔT - изменение температуры, ΔT = 100 °C - 20 °C = 80 °C.
\[ Q_{\text{нагрев}} = 1,5 \cdot 4200 \cdot 80 = 504000 \text{ Дж} \]
- Затем вычислим количество теплоты, которое выделяется нагревателем за время кипячения воды, используя формулу: \[ Q_{\text{выд}} = Pt \]
\[ Q_{\text{выд}} = 1000 \cdot 600 = 600000 \text{ Дж} \]
- Наконец, найдем какая часть теплоты, выделяющейся нагревателем, тратится на нагрев воды в процентах: \[ \%_{\text{нагр}} = \left( \frac{Q_{\text{нагрев}}}{Q_{\text{выд}}} \right) \times 100\% \]
\[ \%_{\text{нагр}} = \left( \frac{504000}{600000} \right) \times 100 = 84\% \]
Итак, 84% теплоты, выделяющейся нагревателем, тратится на нагрев воды.
