Question

сколько времени потребуется для нагревания на электроплите мощностью 600 Вт и КПД 75 % льда массой 2 кг, взятого при температуре -16°С, для получения воды температуры 100°С?

Answer 1

КПД=Aп/Aз
КПД=Q1+Q1+Q3/P*t
t=Q1+Q2+Q3/600*0,75
t=1984c

Answer 2

Для решения этой задачи нам нужно определить количество теплоты, необходимое для нагревания льда до температуры плавления, затем для плавления льда в воду и, наконец, для нагревания воды до температуры 100°C.

1. Нагревание льда до температуры плавления (0°C): Q1 = m * c * ΔT где: Q1 - количество теплоты, m - масса льда, c - удельная теплоемкость льда (2.09 Дж/(г°C)), ΔT - изменение температуры.

   ΔT = 0°C - (-16°C) = 16°C Q1 = 2 кг * 2.09 Дж/(г°C) * 16°C = 66.88 кДж

2. Плавление льда: Q2 = m * Lf где: Q2 - количество теплоты, Lf - удельная теплота плавления льда (334 Дж/г).

   Q2 = 2 кг * 334 Дж/г = 668 кДж

3. Нагревание получившейся воды до температуры 100°C: Q3 = m * c * ΔT где: Q3 - количество теплоты, c - удельная теплоемкость воды (4.18 Дж/(г°C)), ΔT - изменение температуры.

   ΔT = 100°C - 0°C = 100°C Q3 = 2 кг * 4.18 Дж/(г°C) * 100°C = 836 кДж

Итак, общее количество теплоты, необходимое для нагревания льда до воды температуры 100°C, равно: Q = Q1 + Q2 + Q3 = 66.88 кДж + 668 кДж + 836 кДж = 1570.88 кДж

Теперь мы можем определить время, необходимое для этого процесса, используя мощность электроплиты и КПД:

Q = P * t * η где: Q - количество теплоты, P - мощность электроплиты (600 Вт), t - время, η - КПД (75%).

Подставляем известные значения и решаем уравнение относительно времени t:

1570.88 кДж = 600 Вт * t * 0.75

t = 1570.88 кДж / (600 Вт * 0.75) ≈ 3.49 часа

Таким образом, потребуется около 3.49 часов для нагревания льда массой 2 кг до воды температуры 100°C на электроплите мощностью 600 Вт и с КПД 75%.