Задача 1 За какое время после кипения 20% воды будет испарено в электрическом чайнике, если он нагревается от 20

Задача 1
Объяснение:
Для решения задачи нам необходимо рассчитать количество испарившейся воды.

Сначала найдем количество теплоты, которое необходимо передать воде для нагрева от 20 ⁰C до 100 ⁰C. Используем формулу:

Q1 = m * c * ΔT,

где Q1 - количество теплоты, m - масса воды, c - удельная теплоемкость воды, ΔT - изменение температуры.

Q1 = m * 4.2 * (100 - 20).

Затем найдем количество теплоты, которое необходимо передать воде для испарения. Используем формулу:

Q2 = m * L,

где Q2 - количество теплоты, L - удельная теплота парообразования воды.

Q2 = m * 2.3.

Сумма Q1 и Q2 равна общему количеству теплоты, необходимому для испарения 20% воды:

Q = Q1 + Q2.

Зная, что Q = P * t, где P - мощность чайника, t - время, найдем время t:

t = (Q1 + Q2) / P.

Приметим, что мощность и время нагрева чайника даны в задаче.

Пример использования:
В задаче даны следующие значения:
m = 0.2 кг (20% воды)
c = 4.2 кДж/кг-⁰C
ΔT = 100 - 20 = 80 ⁰C
L = 2.3 МДж/кг

Q1 = 0.2 * 4.2 * 80 = 67.2 кДж
Q2 = 0.2 * 2.3 = 0.46 МДж
P = 10 мин * 60 сек/мин = 600 сек

Q = 67.2 + 0.46 = 67.66 кДж
t = 67.66 кДж / 600 сек = 0.1128 кДж/сек

Ответ: t ~ 0 минут.

Совет:
Чтобы лучше понять задачу, важно знать формулы и константы, связанные с теплотой и теплоемкостью. В данном случае, удельная теплоемкость воды и удельная теплота парообразования воды являются ключевыми значениями для расчетов. Не забудьте также учесть единицы измерения при работе с величинами.

Упражнение:
Как изменится ответ, если мощность чайника будет удваиваться? Округлите результат до целого значения.