В электрическом чайнике мощностью 600 ватт можно за 20 минут вскипятить 1,5 литра воды, имеющей начальную температуру 20°C плотность воды равна 1000 кг/м в кубе, её удельная теплоёмкость 4200 джоуль
1)Какое количество теплоты выделяется нагревателем за счёт протекания через него электрического тока при кипячении данной порции воды
2)Какое количество теплоты нужно передать данной порции воды для того, чтобы она закипела?
3)Какая часть теплоты, выделяющейся нагревателем, тратится на нагрев воды? ответ приведите в процентах
напишите полное решение этой задачи

23 Апр в 19:40
218 +1
0
Ответы
1

Для решения задачи будем использовать формулы, связанные с теплотой и электрической мощностью.

1) Какое количество теплоты выделяется нагревателем за счёт протекания через него электрического тока?

Электрическая мощность P = 600 Вт. Время t = 20 минут = 20 × 60 = 1200 секунд.

Количество теплоты, выделяемой нагревателем, можно найти по формуле:
Q=P⋅t Q = P \cdot t Q=Pt

Подставим значения:
Q=600 Вт⋅1200 с=720000 Дж Q = 600 \, \text{Вт} \cdot 1200 \, \text{с} = 720000 \, \text{Дж} Q=600Вт1200с=720000Дж Итак, количество теплоты, выделяемое нагревателем, составляет:
Q≈720000 Дж Q \approx 720000 \, \text{Дж} Q720000Дж

2) Какое количество теплоты нужно передать данной порции воды для того, чтобы она закипела?

Чтобы найти количество теплоты, необходимое для нагревания воды, используем формулу:
Q=mcΔT Q = mc\Delta T Q=mcΔT где:

m m m — масса воды,c c c — удельная теплоёмкость,ΔT \Delta T ΔT — изменение температуры.

Масса воды m m m:
m=V⋅ρ m = V \cdot \rho m=Vρ где

V=1.5 л=0.0015 м3 V = 1.5 \, \text{л} = 0.0015 \, \text{м}^3 V=1.5л=0.0015м3,Плотность воды ρ=1000 кг/м3 \rho = 1000 \, \text{кг/м}^3 ρ=1000кг/м3.

Подставляем данные:
m=0.0015 м3⋅1000 кг/м3=1.5 кг m = 0.0015 \, \text{м}^3 \cdot 1000 \, \text{кг/м}^3 = 1.5 \, \text{кг} m=0.0015м31000кг/м3=1.5кг

Начальная температура T<em>нач=20 °C T<em>{нач} = 20 \, \text{°C} T<em>нач=20°C, температура кипения T</em>кон=100 °C T</em>{кон} = 100 \, \text{°C} T</em>кон=100°C.

Таким образом:
ΔT=T<em>кон−T</em>нач=100 °C−20 °C=80 °C \Delta T = T<em>{кон} - T</em>{нач} = 100 \, \text{°C} - 20 \, \text{°C} = 80 \, \text{°C} ΔT=T<em>конT</em>нач=100°C20°C=80°C

Теперь подставим все значения в формулу для количества теплоты:
Q=mcΔT=1.5 кг⋅4200 Дж/(кг⋅°C)⋅80 °C Q = mc\Delta T = 1.5 \, \text{кг} \cdot 4200 \, \text{Дж/(кг⋅°C)} \cdot 80 \, \text{°C} Q=mcΔT=1.5кг4200Дж/(кг⋅°C)80°C Q=1.5⋅4200⋅80 Q = 1.5 \cdot 4200 \cdot 80 Q=1.5420080 Q=504000 Дж Q = 504000 \, \text{Дж} Q=504000Дж

3) Какая часть теплоты, выделяющейся нагревателем, тратится на нагрев воды? ответвпроцентахответ в процентахответвпроцентах

Теперь найдём процентное соотношение:
Доля теплоты=(Q<em>водыQ</em>нагревателя)⋅100% \text{Доля теплоты} = \left( \frac{Q<em>{воды}}{Q</em>{нагревателя}} \right) \cdot 100\% Доля теплоты=(Q</em>нагревателяQ<em>воды )100%

Где:

Qводы=504000 Дж Q_{воды} = 504000 \, \text{Дж} Qводы =504000Дж,Qнагревателя=720000 Дж Q_{нагревателя} = 720000 \, \text{Дж} Qнагревателя =720000Дж.

Подставим значения:
Доля теплоты=(504000720000)⋅100% \text{Доля теплоты} = \left( \frac{504000}{720000} \right) \cdot 100\% Доля теплоты=(720000504000 )100% Доля теплоты≈70% \text{Доля теплоты} \approx 70\% Доля теплоты70%

Ответы:

1) Количество теплоты, выделяемое нагревателем: 720000 Дж.
2) Количество теплоты, необходимое для нагрева воды: 504000 Дж.
3) Доля теплоты, выделяемой нагревателем, идущей на нагрев воды: 70%.

23 Апр в 19:45
Не можешь разобраться в этой теме?
Обратись за помощью к экспертам
Гарантированные бесплатные доработки в течение 1 года
Быстрое выполнение от 2 часов
Проверка работы на плагиат
Поможем написать учебную работу
Прямой эфир