Question

На 600-ваттной плите кипятили 1,5 л 10 л воды, и 5% ее испарялось. Сколько времени потребуется на это, если коэффициент MC печи составляет 45% (удельная теплоемкость воды и удельная теплота испарения соответственно 4200 Дж / кг ℃ и 2260 кДж / кг).

Answer 1

Решение представлен на фотографий:

Answer 2

Для решения этой задачи сначала определим, сколько теплоты необходимо для нагрева и испарения 1,5 литров воды. Затем рассчитаем, сколько времени это займет на 600-ваттной плите при заданном коэффициенте мощности печи.

1. Сначала найдем массу воды, которую мы должны нагреть и испарить: Масса воды (м) = объем воды (V) x плотность воды (ρ)

Объем воды (V) = 1.5 литра = 0.0015 м³ (1 литр = 0.001 м³) Плотность воды (ρ) = 1000 кг/м³ (плотность воды при нормальных условиях)

Масса воды (м) = 0.0015 м³ x 1000 кг/м³ = 1.5 кг

2. Теперь найдем количество теплоты, необходимое для нагрева и испарения этой массы воды:

Количество теплоты для нагрева (Q1) = м x удельная теплоемкость воды (c) x изменение температуры (ΔT) Количество теплоты для испарения (Q2) = м x удельная теплота испарения (L)

Где:

• Удельная теплоемкость воды (c) = 4200 Дж / (кг * ℃)
• Удельная теплота испарения (L) = 2260 кДж / кг = 2260000 Дж / кг (переводим из кДж в Дж)
• Изменение температуры (ΔT) - для кипячения воды при 100°C ΔT = 100°C

Q1 = 1.5 кг x 4200 Дж / (кг * ℃) x 100°C = 630000 Дж Q2 = 1.5 кг x 2260000 Дж / кг = 3390000 Дж

3. Теперь найдем общее количество теплоты (Q), необходимое для нагрева и испарения воды:

Q = Q1 + Q2 = 630000 Дж + 3390000 Дж = 4020000 Дж

4. Теперь мы можем рассчитать время (t), которое потребуется для этого процесса на 600-ваттной плите с учетом коэффициента мощности печи (MC):

t = Q / (MC x P)

Где:

• MC (коэффициент мощности печи) = 45% (0,45 в десятичной форме)
• P (мощность плиты) = 600 ватт

t = 4020000 Дж / (0,45 x 600 Вт) = 4020000 Дж / 270 Вт = 14888,89 секунд

Теперь переведем время из секунд в минуты:

t = 14888,89 секунд / 60 секунд = примерно 248,15 минут

Таким образом, потребуется примерно 248,15 минут для кипячения 1,5 литров воды на 600-ваттной плите с учетом испарения и коэффициента мощности печи.