Скільки літрів води можна нагріти на 50 градусів за 4 хвилини, використовуючи два електричні чайники, які з єднані

Содержание: Теплообмен

Пояснение: Чтобы решить эту задачу, мы можем использовать формулу для расчета теплообмена. Основная идея состоит в том, что количество тепла, переданного от одного объекта к другому, зависит от их массы и способности нагреваться/охлаждаться.

Давайте рассчитаем количество тепла, которое передается от каждого чайника к воде. Мы знаем, что чайники работают последовательно, поэтому сначала рассчитаем количество тепла, переданного от первого чайника к воде.

Мы можем использовать формулу:

Q = mcΔT,

где Q - количество тепла, m - масса вещества, c - теплоемкость вещества, ΔT - изменение температуры.

Рассчитаем сначала количество тепла, переданного от первого чайника к воде. Пусть масса воды, находящейся в первом чайнике, равна m1, теплоемкость воды составляет c1, а изменение температуры (50 градусов) - ΔT1.

Q1 = m1c1ΔT1.

Аналогично рассчитаем количество тепла, переданного от второго чайника к воде. Пусть масса воды, находящейся во втором чайнике, равна m2, теплоемкость воды составляет c2, а изменение температуры (50 градусов) - ΔT2.

Q2 = m2c2ΔT2.

Теперь сложим количество тепла от обоих чайников:

Q = Q1 + Q2.

Таким образом, мы можем рассчитать количество тепла, переданного от обоих чайников к воде за 4 минуты.

Пример: Возьмем m1 = 1 кг (масса воды в первом чайнике), c1 = 4.18 кДж/(кг*К) (теплоемкость воды), ΔT1 = 50 градусов, m2 = 2 кг (масса воды во втором чайнике), c2 = 4.18 кДж/(кг*К) (теплоемкость воды), ΔT2 = 50 градусов.

Q1 = (1 кг)(4.18 кДж/(кг*К))(50 K) = 209 кДж.

Q2 = (2 кг)(4.18 кДж/(кг*К))(50 K) = 418 кДж.

Q = 209 кДж + 418 кДж = 627 кДж.

Таким образом, количество тепла, переданного от обоих чайников к воде за 4 минуты, составляет 627 кДж.

Совет: Чтобы понять эту тему лучше, попробуйте представить теплообмен в виде потока воды. Рассмотрите, как вода течет от одного чайника к другому и какие факторы влияют на количество тепла, переданного воде.

Задание для закрепления: Сколько литров воды можно нагреть на 70 градусов за 10 минут, используя три электрических чайника, последовательно соединенных и подключенных к одной электрической сети? (Параметры: m1 = 1.5 кг; c1 = 4.18 кДж/(кг*К); ΔT1 = 70 К; m2 = 2.2 кг; c2 = 4.18 кДж/(кг*К); ΔT2 = 70 К; m3 = 0.8 кг; c3 = 4.18 кДж/(кг*К); ΔT3 = 70 К)