Задачка по физике из реальной жизни. Тема: тепловые явления. Придумал сам. В железном чайнике 2 литра воды температурой 100 градусов Цельсия. Температура окружающей среды равняется 25 градусам Цельсия. Через какой промежуток времени, температура воды в чайнике опустится до 85 градусов (температуры, нужной для заварки зелёного пакетированного чая)? P.S. Закину в тему домашки по физике, ибо кажется, что эта тема более подходящая для решения этой задачи.
Для решения этой задачи мы можем использовать закон сохранения энергии.
Сначала найдем количество теплоты, которое потеряется из воды в чайнике. Пусть текущая температура воды в чайнике равна Т градусов Цельсия.
Q = m c (T1 - T2),
где Q - количество потерянной теплоты, m - масса воды в чайнике (2 кг), c - удельная теплоемкость воды (4186 Дж/(кг * К)), Т1 - исходная температура воды (100°C), Т2 - конечная температура воды (85°C).
Q = 2 4186 (100 - 85) = 2 4186 15 = 125580 Дж
Так как этот же объем воды температурой 85 градусов будет нагреваться до температуры контакта со средой (25 градусов), можно использовать ту же формулу:
Q = m c (T1 - T2),
Q = 2 4186 60 = 502320 Дж
Теперь мы можем найти время, за которое вода опустится с температуры 100 градусов до 85 градусов:
Q = P * t,
где P - мощность потерь тепла воды из чайника в окружающую среду (125580 Дж), t - время.
Так как потери энергии определяются уравнением теплопроводности:
Q = c m (T1 - T) / t,
то
P = c m (T1 - T).
Подставляем значения:
125580 = 2 4186 (100 - 85) / t,
125580 = 8360 / t,
t = 8360 / 125580 ≈ 0.0667 часа или около 4 минуты.
Таким образом, температура воды в чайнике опустится до 85 градусов Цельсия примерно за 4 минуты.
Для решения этой задачи мы можем использовать закон сохранения энергии.
Сначала найдем количество теплоты, которое потеряется из воды в чайнике. Пусть текущая температура воды в чайнике равна Т градусов Цельсия.
Q = m c (T1 - T2),
где Q - количество потерянной теплоты, m - масса воды в чайнике (2 кг), c - удельная теплоемкость воды (4186 Дж/(кг * К)), Т1 - исходная температура воды (100°C), Т2 - конечная температура воды (85°C).
Q = 2 4186 (100 - 85) = 2 4186 15 = 125580 Дж
Так как этот же объем воды температурой 85 градусов будет нагреваться до температуры контакта со средой (25 градусов), можно использовать ту же формулу:
Q = m c (T1 - T2),
Q = 2 4186 60 = 502320 Дж
Теперь мы можем найти время, за которое вода опустится с температуры 100 градусов до 85 градусов:
Q = P * t,
где P - мощность потерь тепла воды из чайника в окружающую среду (125580 Дж), t - время.
Так как потери энергии определяются уравнением теплопроводности:
Q = c m (T1 - T) / t,
то
P = c m (T1 - T).
Подставляем значения:
125580 = 2 4186 (100 - 85) / t,
125580 = 8360 / t,
t = 8360 / 125580 ≈ 0.0667 часа или около 4 минуты.
Таким образом, температура воды в чайнике опустится до 85 градусов Цельсия примерно за 4 минуты.