В электрическом чайнике мощностью 400 Вт можно за 20 минут вскипятить 1 литр воды, имеющей начальную температуру 20 °С. Плотность воды равна 1000 кг/м°, её удельная теплоёмкость с…

Конечно! Давайте подробно разберем решение задачи по шагам.

Дано:

• Мощность нагревателя \( P = 400 \text{ Вт} \)
• Время нагрева \( t = 20 \text{ минут} \) = \( 20 \times 60 = 1200 \text{ секунд} \)
• Объем воды \( V = 1 \text{ литр} = 0,001 \text{ м}^3 \)
• Начальная температура воды \( T_нач = 20^\circ C \)
• Конечная температура воды \( T_кон = 100^\circ C \)
• Плотность воды \( \rho = 1000 \text{ кг/м}^3 \)
• Удельная теплоемкость воды \( c = 4200 \text{ Дж/(кг•°C)} \)

1. Определяем массу воды

Масса воды \( m \) равна плотности умноженной на объем:

\[ m = \rho \times V = 1000 \text{ кг/м}^3 \times 0,001 \text{ м}^3 = 1 \text{ кг} \]

2. Количество теплоты, необходимое для нагрева воды до кипения

Чтобы вода закипела, ей нужно передать тепло, равное разнице температур, умноженной на её массу и удельную теплоемкость:

\[ Q_1 = m \times c \times (T_{кон} - T_{нач}) \]

Подставляем:

\[ Q_1 = 1 \times 4200 \times (100 - 20) = 4200 \times 80 = 336000 \text{ Дж} \]

Ответ: 336000 Дж

3. Количество теплоты, выделившееся нагревателем за время нагрева

Мощность нагревателя — это количество энергии, выделенной за 1 секунду. За 1200 секунд:

\[ Q_{выдел} = P \times t = 400 \times 1200 = 480000 \text{ Дж} \]

Ответ: 480000 Дж

4. Какая часть теплоты, выделяющейся нагревателем, тратится на нагрев воды? (в процентах)

Выражаем это отношение в процентах:

\[ \frac{Q_1}{Q_{выдел}} \times 100\% = \frac{336000}{480000} \times 100\% \approx 70\% \]

Ответ: около 70%

Итог:

Если у вас есть дополнительные вопросы или нужно объяснить подробнее — обращайтесь!