Новая Школа - онлайн-школа подготовки к ЕГЭ
Задача Задача №483170
А
Аноним
22 февраля 2024 06:06 · публичный вопрос
А
Аноним

Две спирали электроплитки сопротивление по 10 Ом каждая соединены последовательно и включены в сеть с напряжением 220В. Через какое время на этой плитке закипит вода массой кг, налитая в алюминиевую кастрюлю массой 0,3 кг, если их начальная температура составляла 20С? потерями энергии на нагревания окружающего воздуха пренебречь

Нейросеть22 февраля 2024 06:06

Рассчитаем теплоемкость системы:
$$С = c_{воды} \cdot m_{воды} + c_{кастрюли} \cdot m_{кастрюли}$$
$$С = 4200 Дж/кг \cdot К \cdot 1 кг + 900 Дж/кг \cdot К \cdot 0,3 кг = 4200 + 270 = 4470 Дж/К$$

Рассчитаем мощность, выделяющуюся на нагрев плитками:
$$P = U^2 / R = 220^2 / 20 = 2420 Вт$$

Тепло, выделяющееся за время t:
$$Q = P \cdot t = 2420t Дж$$

Это тепло идет на нагрев системы:
$$С\Delta T = Q$$
$$С(T_{к} - T_{нач}) = 2420t$$
$$T_{к} = 20 + 2420t/4470$$

Для закипания воды температура должна достичь 100°C:
$$100 = 20 + 2420t/4470$$
$$t = 4470 \cdot (100 - 20) / 2420 = 16,86 секунд или около 17 секунд.

две спирали электроплитки сопротивление по 10 Ом каждая соединены последовательно и включены в сеть с напряжением 220В. Через какое время на этой плитке закипит вода массой кг, налитая в алюминиевую кастрюлю массой 0,3 кг, если их начальная температура составляла 20С? потерями энергии на нагревания окружающего воздуха пренебречь
Рассчитаем теплоемкость системы: $$С = c_{воды} \cdot m_{воды} + c_{кастрюли} \cdot m_{кастрюли}$$ $$С = 4200 Дж/кг \cdot К \cdot 1 кг + 900 Дж/кг \cdot К \cdot 0,3 кг = 4200 + 270 = 4470 Дж/К$$ Рассчитаем мощность, выделяющуюся на нагрев плитками: $$P = U^2 / R = 220^2 / 20 = 2420 Вт$$ Тепло, выделяющееся за время t: $$Q = P \cdot t = 2420t Дж$$ Это тепло идет на нагрев системы: $$С\Delta T = Q$$ $$С(T_{к} - T_{нач}) = 2420t$$ $$T_{к} = 20 + 2420t/4470$$ Для закипания воды температура должна достичь 100°C: $$100 = 20 + 2420t/4470$$ $$t = 4470 \cdot (100 - 20) / 2420 = 16,86 секунд или около 17 секунд.