Question

ВІР Физика. 9 класс. Вариант 1 В чайник налили 3 л холодной воды при температуре 20 °С и поставили его на плиту. Когдачерез 20 мин вода закипела, в чайник добавили ещё некоторое количество холодной воды,также имевшей начальную температуру 20 °С. После этого вода закипела вновь через5 МИН.Считайте, что всё выделяемое плитой количество теплоты сообщается нагреваемой воде.Плотность воды 1000 кг/м”, её удельная теплоёмкость 4200 Дж/(кг.°С).1) Какое количество теплоты потребовалось для закипания первой порции воды в чайнике?2) Какова мощность плиты, если она не меняется?3) Какой объём воды добавили в чайник? Ответ дать в литрах.Напишите полное решение этой задачи.Решение:​

Answer 1

Ответ:

1) 1008000 Дж; 2) 840 Вт; 3) 0,75 л

Объяснение:

Answer 2

Для решения этой задачи мы будем использовать законы сохранения энергии и теплообмена.

1. Какое количество теплоты потребовалось для закипания первой порции воды в чайнике?

Сначала найдем массу воды, которая была в чайнике изначально. Мы знаем, что объем воды составляет 3 литра, а плотность воды равна 1000 кг/м³. Следовательно, масса воды в чайнике изначально:

Масса = объем × плотность = 3 л × 1000 кг/м³ = 3000 кг

Теперь мы хотим найти количество теплоты, необходимое для нагрева этой массы воды с 20°C до точки кипения (100°C). Для этого мы используем удельную теплоемкость воды:

Q1 = масса × удельная теплоемкость × изменение температуры Q1 = 3000 кг × 4200 Дж/(кг·°C) × (100°C - 20°C) Q1 = 3000 кг × 4200 Дж/(кг·°C) × 80°C Q1 = 10,080,000 Дж

Таким образом, для закипания первой порции воды в чайнике потребовалось 10,080,000 Дж (или 10,08 кДж) теплоты.

2. Какова мощность плиты, если она не меняется?

Мощность можно найти, используя формулу:

Мощность = количество теплоты / время

Мы уже знаем количество теплоты, которое было затрачено для закипания первой порции воды (Q1), и время, которое это заняло (20 минут = 1200 секунд). Подставим значения:

Мощность = 10,080,000 Дж / 1200 сек = 8400 Вт (или 8,4 кВт)

Таким образом, мощность плиты составляет 8,4 кВт.

3. Какой объем воды добавили в чайник? Ответ дать в литрах.

Мы знаем, что после первого закипания чайник снова закипел через 5 минут (или 300 секунд). За это время чайник нагрел новую порцию воды до кипения. Давайте обозначим массу этой новой порции воды как m (кг).

Мы также знаем, что количество теплоты, необходимое для нагрева этой порции до кипения, равно количеству теплоты, которое было передано чайнику за это время:

Q2 = м × удельная теплоемкость × изменение температуры Q2 = м × 4200 Дж/(кг·°C) × (100°C - 20°C) Q2 = м × 4200 Дж/(кг·°C) × 80°C

Мы знаем, что мощность плиты составляет 8,4 кВт, что означает 8,400 Вт. За 5 минут (300 секунд) плита передает теплоту:

Q2 = 8,400 Вт × 300 сек = 2,520,000 Дж (или 2,52 кДж)

Теперь мы можем найти массу новой порции воды m:

2,520,000 Дж = м × 4200 Дж/(кг·°C) × 80°C

м = 2,520,000 Дж / (4200 Дж/(кг·°C) × 80°C) м ≈ 7,5 кг

Таким образом, в чайник добавили порядка 7,5 кг воды. Чтобы перевести это в литры, учтем, что 1 кг воды равен 1 литру:

Объем воды = масса воды = 7,5 л

Ответ: В чайник добавили 7,5 литров воды.