Question

за какое время можно растопить в алюминиевой кастрюле массой 300 г 1.5 кг льда имеющего начальную температуру -5 град цельсия на плитке мощностью 600 вт с кпд 30%

Answer 1

$n=\frac{N_1}{N_2}=\frac{Q}{tN_2}=\frac{c_Am_At+c_Lm_Lt+hm_L}{tN_2} \\\ t=\frac{c_Am_At+c_Lm_Lt+hm_L}{nN_2} \\\ t=\frac{920*0.3*5+2100*1.5*5+334000*1.5}{0.3*600} =2878.5(s)$

Ответ: 2878,5с (примерно 48 минут)

Answer 2

Для решения этой задачи нужно использовать формулу теплопроводности:

Q = m * c * ΔT,

где Q - количество теплоты, m - масса вещества, c - удельная теплоёмкость вещества, ΔT - изменение температуры.

Сначала найдем количество теплоты, необходимое для растопления каждой массы льда:

Q1 = m1 * c1 * ΔT1,

Q2 = m2 * c2 * ΔT2,

где m1 = 300 г, m2 = 1.5 кг, ΔT1 = 0 - (-5) = 5 градусов Цельсия, ΔT2 = 0 - (-5) = 5 градусов Цельсия.

Удельная теплоёмкость льда (c1) равна 2.09 Дж/(г*°C), удельная теплоёмкость воды (c2) равна 4.18 Дж/(г*°C).

Q1 = 300 г * 2.09 Дж/(г*°C) * 5 °C = 3135 Дж,

Q2 = 1.5 кг * 4.18 Дж/(г*°C) * 5 °C = 31350 Дж.

Теперь найдем время, необходимое для передачи этого количества теплоты с помощью плитки с мощностью 600 Вт и КПД 30%:

Q = P * t,

где P - мощность плитки, t - время.

t = Q / P,

t1 = 3135 Дж / (600 Вт * 0.3) = 17.42 секунд,

t2 = 31350 Дж / (600 Вт * 0.3) = 174.17 секунд.

Таким образом, для растопления льда массой 300 г потребуется около 17.42 секунд, а для растопления льда массой 1.5 кг потребуется около 174.17 секунд.