В электрическом чайнике вода нагревается с 20°C до точки кипения при 100°C в течение 10 минут. Сколько времени потребуется после этого, чтобы испарилось 20% воды? Не учитывать теплоёмкость чайника и теплообмен с окружающей средой. Время округлить до минут.
Проверенный ответ:
Чтобы решить эту задачу, мы можем использовать закон сохранения энергии для определения количества тепла, которое передается от чайника к воде, а затем использовать это количество тепла для расчета времени испарения.
-
Сначала определим количество переданного тепла (Q) от чайника к воде. Мы знаем, что удельная теплоемкость воды (c) равна 4,2 кДж/кг·°C, и разница в температуре (ΔT) между начальной и конечной составляет 100°C — 20°C = 80°C. Масса воды (m) в чайнике будет зависеть от объема и плотности воды. Объем можно определить, зная, что 1 дм³ воды имеет массу 1 кг.
ΔT = 80°C
c = 4,2 кДж/кг·°C
m = (объем воды в чайнике) / (плотность воды)Q = mcΔT
-
Теперь мы знаем количество тепла, которое передается воде. Следующий шаг — определить количество тепла (Q2), необходимое для испарения 20% воды. Для этого мы используем удельную теплоту парообразования воды (L), которая равна 2,3 МДж/кг.
Q2 = (масса испарившейся воды) * L
-
Теперь мы можем использовать закон сохранения энергии:
Q = Q2
-
Рассчитаем массу воды (m2), которая испарилась, зная, что 1 кг воды имеет объем 1 дм³:
m2 = (Q2) / (L)
-
Теперь, зная массу испарившейся воды, мы можем рассчитать время (t2) в минутах, за которое испарится 20% воды:
t2 = (масса испарившейся воды) / (масса воды, содержащейся в чайнике) * время нагрева
Теперь давайте подставим значения и рассчитаем:
-
Q = (m * c * ΔT) = [(1000 г) * (4,2 кДж/кг·°C) * (80°C)] = 336000 кДж
-
Q2 = (m2 * L) = [(m2) * (2,3 МДж/кг)] = 2300 * m2 МДж
-
Подставим Q и Q2:
336000 кДж = 2300 * m2 МДж
m2 = 336000 кДж / 2300 * МДж = 146 кг
-
Переведем массу воды в чайнике в объем:
m = (масса воды) / (плотность воды) = (146 кг) / (1000 г/дм³) = 146 дм³
-
Рассчитаем время испарения:
t2 = (м2 / m) * 10 минут = (146 кг / 146 дм³) * 10 минут = 10 минут
Таким образом, чтобы испарилось 20% воды, потребуется 10 минут после нагрева.
это неверное решение задачи!
В одном из действий получается 146 кг. Это что, нагревали целую ванную с водой и ещё 20% из неё испарится за 10 минут??? Хм…
«Объем можно определить, зная, что 1 дм³ воды имеет массу 1 кг.» — в условии ничего про объем не говорится. Откуда взялись эти данные?!
Короче, охрененный чайник у вас, в который помещается 146 кг воды. считай 146 литров. Закрывайте свой портал нафиг, не дурите людей.