Задача
Задача 1. Сколько времени (в минутах) займёт тепература Tx после этого, чтобы 20% воды выкипело? Учитывайте, что вода
Задача 1. Сколько времени (в минутах) займёт тепература Tx после этого, чтобы 20% воды выкипело? Учитывайте, что вода в электрическом чайнике нагревается от 20 ⁰C до 100 ⁰C за 10 минут. Известно, что удельная теплоёмкость воды равна 4,2 кДж/кг-⁰С, а удельная теплота парообразования воды L равна 2,3 МДж/кг. Не учитывайте теплоёмкость чайника и теплообмен с окружающей средой. Ответ округлите до целого значения.
Задача 2: При стерилизации медицинских инструментов в электрическом автоклаве температура воды достигает 120 ⁰С благодаря созданию и поддержанию повышенного давления в системе. Какая доля воды в автоклаве job site участвует в процессе стерилизации?
Задача 2: При стерилизации медицинских инструментов в электрическом автоклаве температура воды достигает 120 ⁰С благодаря созданию и поддержанию повышенного давления в системе. Какая доля воды в автоклаве job site участвует в процессе стерилизации?
13.11.2023 22:47
Написать свой ответ:
Разъяснение: Для решения этой задачи необходимо учесть, что вода нагревается от 20°C до 100°C, а затем начинает кипеть (парообразование) без изменения температуры.
Чтобы определить время, за которое 20% воды выкипит, нужно рассчитать количество тепла, необходимое для парообразования этого объема воды.
Сначала определим массу воды, используя удельную теплоемкость воды, известную удельную теплоемкость и изменение температуры между 20°C и 100°C:
Q1 = масса * удельная теплоемкость * (100°C - 20°C)
Затем найдем количество тепла, необходимое для парообразования этой массы воды, используя удельную теплоту парообразования:
Q2 = масса * удельная теплота парообразования
Общее количество тепла, необходимого для выкипания 20% воды:
Q = Q1 + Q2
Теперь мы можем использовать данное количество тепла Q и удельную мощность нагревателя чайника (количество тепла, выделяемого в единицу времени) для определения времени, необходимого для выкипания 20% воды:
t = Q / (удельная мощность нагревателя * 20%)
Демонстрация: Допустим, удельная теплоемкость воды составляет 4,2 кДж/кг∙°С, а удельная теплота парообразования воды равна 2,3 МДж/кг. Объем воды в чайнике составляет 1 литр (то есть 1 кг). Удельная мощность нагревателя равна 1,0 кВт. Рассчитаем время для выкипания 20% воды:
1. Рассчитаем количество тепла, необходимого для нагревания воды от 20°C до 100°C:
Q1 = 1 кг * 4,2 кДж/кг∙°С * (100°C - 20°C) = 336 кДж
2. Рассчитаем количество тепла, необходимого для парообразования 20% воды:
Q2 = 0,2 кг * 2,3 МДж/кг = 460 кДж
3. Общее количество тепла, необходимое для выкипания 20% воды:
Q = 336 кДж + 460 кДж = 796 кДж
4. Рассчитаем время:
t = 796 кДж / (1,0 кВт * 0,2) = 3980 секунд = 66,33 минуты ≈ 66 минут (округляем до целого значения)
Совет: При решении подобных задач всегда удостоверяйтесь в правильности использования единиц измерения. В данной задаче температура измеряется в градусах Цельсия, удельная теплоемкость и удельная теплота парообразования - в Дж/кг∙°С и МДж/кг соответственно, а удельная мощность нагревателя - в кВт.
Практика: Сколько времени (в минутах) займёт температуре Tx достичь 70°C, если изначальная температура составляет 30°C и вода нагревается от 30°C до 100°C за 10 минут? Удельная теплоемкость воды равна 4,2 кДж/кг∙°С. Ответ округлите до целого значения.