Question

Помогите, пожалуйста, с задачей по термодинамике. За 1 год холодильник перетворює 3,6 кг води з початковою температурою 20 градусів Цельсія на лід з температурою 0 градусів Цельсія. Яку потужність споживає холодильник від електромережі, якщо з нього щосекунди виводиться в навколишнє середовище 840 Дж теплоти?

Answer 1

Ответ:

Объяснение:

1)

Остывает вода до 0°С:

Q₁ = c·m·Δt = 4200·3,6·20 ≈ 302 000 Дж

2)

Вода превращается в лед:

Q₂ = λ·m = 3,3·10⁵3,6 ≈ 1 200 000 Дж

3)

Холодильник отдал

Q = 302 000 + 1 200 000 ≈ 1 500 000 Дж

4)

Учтем:

Q' = 840·3600 = 3 020 000 Дж

Тогда мощность от сети:

N = (Q' - Q) / t = (3 020 000 - 1 500 000) / 3600 ≈ 400 Вт

Answer 2

Щоб знайти потужність, споживану холодильником, використовуючи надані дані, спершу давайте знайдемо кількість теплоти, яку холодильник віднімає від води для перетворення її в лід. Ми знаємо, що теплота Q, необхідна для перетворення певної кількості речовини з однієї фази в іншу, обчислюється за формулою:

Q = m * L,

де: Q - теплота (в Дж), m - маса речовини (в кг), L - теплота плавлення / замерзання речовини (в Дж/кг).

Для води L = 334 000 Дж/кг (це теплота плавлення льоду).

За 1 рік холодильник перетворює 3,6 кг води, тому маса m = 3,6 кг.

Q = 3,6 кг * 334 000 Дж/кг = 1 202 400 Дж.

Отже, холодильник віднімає 1 202 400 Дж теплоти від води, щоб перетворити її в лід.

Зараз ми можемо знайти потужність P, споживану холодильником, використовуючи дану кількість теплоти та час (1 рік = 365 * 24 * 60 * 60 секунд):

P = Q / t,

де: P - потужність (в Вт), Q - кількість теплоти (в Дж), t - час (в секундах).

t = 1 рік = 365 * 24 * 60 * 60 секунд.

Підставимо дані:

P = 1 202 400 Дж / (365 * 24 * 60 * 60 с) ≈ 38 Вт.

Отже, потужність, споживана холодильником, становить приблизно 38 Вт.