Question

В чайник налили воду, температура которой 15°C, и поставили на газовую плиту. Через 10 мин вода закипела. За какое время вода полностью выкипит? Считать процесс горения однородным. Удельная теплоёмкость воды с = 4200 Дж/кг-К, удельная теплота парообразования для воды 2,26 МДж/кг.

Answer 1

 За какое время вода полностью выкипит

t2 = λ*t1/c(100-T)=

=2260000*600/4200*(100-15)= 3798.319327731092 c= 63.3 мин= 1час 3мин

Answer 2

Для решения этой задачи нам понадобится использовать уравнение теплового баланса. Уравнение теплового баланса гласит, что количество теплоты, полученное веществом, равно сумме количества теплоты, необходимого для нагрева вещества до определенной температуры и количества теплоты, необходимого для его испарения.

Дано: - Температура начальной воды (t1) = 15°C - Удельная теплоемкость воды (c) = 4200 Дж/кг-К - Удельная теплота парообразования для воды (L) = 2,26 МДж/кг

Мы хотим найти время, за которое вода полностью выкипит.

Шаг 1: Нагрев воды до точки кипения

Сначала мы должны нагреть воду до точки кипения. Для этого мы используем уравнение теплового баланса:

Q1 = m * c * Δt

где: - Q1 - количество теплоты, необходимое для нагрева воды до точки кипения - m - масса воды - c - удельная теплоемкость воды - Δt - изменение температуры

Мы знаем, что начальная температура воды (t1) равна 15°C, а температура кипения воды (t2) равна 100°C. Также нам дана удельная теплоемкость воды (c) равная 4200 Дж/кг-К.

Так как нам не дана масса воды (m), мы не можем найти количество теплоты напрямую. Однако, мы можем использовать отношение массы воды к количеству теплоты, чтобы найти время, за которое вода нагреется до точки кипения.

Шаг 2: Испарение воды

После того, как вода достигнет точки кипения, она начнет испаряться. Для этого мы используем уравнение теплового баланса:

Q2 = m * L

где: - Q2 - количество теплоты, необходимое для испарения воды - m - масса воды - L - удельная теплота парообразования для воды

Мы знаем, что удельная теплота парообразования для воды (L) равна 2,26 МДж/кг.

Также, как и в предыдущем шаге, мы не знаем массу воды (m), но можем использовать отношение массы воды к количеству теплоты, чтобы найти время, за которое вся вода испарится.

Шаг 3: Нахождение времени

Теперь мы можем объединить оба шага и найти время, за которое вся вода выкипит. Для этого мы сложим время, необходимое для нагрева воды до точки кипения и время, необходимое для испарения воды:

Время = время нагрева + время испарения

Теперь давайте решим эту задачу.

Решение:

1. Нагрев воды до точки кипения: - Изменение температуры (Δt) = t2 - t1 = 100°C - 15°C = 85°C - Количество теплоты (Q1) = m * c * Δt

2. Испарение воды: - Количество теплоты (Q2) = m * L

3. Нахождение времени: - Время = Q1 / Q2

Теперь давайте подставим значения и решим задачу.

Решение:

1. Нагрев воды до точки кипения: - Изменение температуры (Δt) = 85°C - Количество теплоты (Q1) = m * c * Δt = m * 4200 Дж/кг-К * 85°C

2. Испарение воды: - Количество теплоты (Q2) = m * L = m * 2,26 МДж/кг

3. Нахождение времени: - Время = Q1 / Q2

Пожалуйста, подождите, пока я выполню вычисления.