Question

с помощью электрокипятильника мощностью 0.6 квт, кпд которого 60 %, было нагрето 2 л воды от 10 градусов цельсия до температуры кипения, причем 5 процентов ее обратилось в пар. Как долго длилось нагревание воды?

Answer 1

Ответ:

Объяснение:

Q = CmΔT + 0.05mL

Количество теплоты переданнное воде/ Q₀ общее кол-во отданное кипятильником

P = Q₀/t

t = Q₀/P

Q = 0.6Q₀

Q₀ = Q/0.6 = (CmΔT + 0.05mL)/0.6

t = (CmΔT + 0.05mL)/(0.6P)

Из таблицы:

С = 4200 Дж/кгС⁰

L = 2.3*10⁶ Дж/кг

t= 2кг(4200 Дж/кгС⁰*90⁰С+0,05*2.3*10⁶ Дж/кг)/0,36*10³ Дж/с = 2379 с = 46 минут

Answer 2

Для решения этой задачи, мы можем использовать уравнение для расчета количества тепла, необходимого для нагрева воды с начальной температурой T1 до температуры кипения T2, а затем превращения ее в пар. Уравнение для количества тепла (Q) можно записать следующим образом:

Q = m * c * ΔT

Где: Q - количество тепла (в джоулях) m - масса воды (в килограммах) c - удельная теплоемкость воды (приближенно равна 4.18 Дж/градС) ΔT - изменение температуры (в градусах Цельсия)

Сначала найдем количество тепла, необходимое для нагрева 2 литров (2 кг) воды с 10°C до температуры кипения (100°C):

ΔT1 = 100°C - 10°C = 90°C Q1 = 2 кг * 4.18 Дж/(г°C) * 90°C = 7524 Дж

Теперь найдем количество тепла, необходимое для превращения 5% массы воды в пар. Масса воды, которая превратилась в пар, составляет 0.05 * 2 кг = 0.1 кг. Для превращения этой массы воды в пар, нужно использовать энергию на испарение:

Q2 = m * L

Где: Q2 - количество тепла на испарение (в джоулях) L - удельная теплота парообразования (приближенно равна 2.25 млн Дж/кг)

Q2 = 0.1 кг * 2.25 млн Дж/кг = 225000 Дж

Теперь найдем общее количество тепла, которое необходимо для нагрева воды и превращения ее в пар:

Q_total = Q1 + Q2 = 7524 Дж + 225000 Дж = 232524 Дж

Теперь у нас есть количество тепла (в джоулях), которое нужно передать воде. Мощность электрокипятильника составляет 0.6 кВт, что равно 600 Вт. КПД кипятильника равен 60%, что означает, что только 60% от потребляемой мощности преобразуется в тепло. Таким образом, мы можем выразить время нагревания (t) как:

Q_total = P * t

t = Q_total / (P * КПД)

t = 232524 Дж / (600 Вт * 0.6) = 6450 секунд

Теперь давайте переведем время из секунд в минуты:

t = 6450 секунд / 60 = 107.5 минут

Итак, нагревание 2 литров воды с 10°C до температуры кипения, с последующим превращением 5% массы воды в пар, займет примерно 107.5 минут.