Через какое время вода в электрическом кофейнике полностью испарится, если при температуре 30 °С в него налили 0,8 литра воды и включили нагреватель? Мощность нагревателя составляет 1 кВт, КПД нагревателя равен 0,8. Удельная теплоемкость воды составляет 4200 Дж/(кг·К). Удельная теплота парообразования воды равна 2256 кДж/кг.
Лариса_9683
Для решения данной задачи нам понадобится использовать формулы теплопередачи и уравнение состояния пара.
Первым делом, найдем количеством теплоты, которое необходимо передать воде, чтобы она полностью испарилась. Это можно сделать, используя удельную теплоту парообразования \(L\) и массу воды \(m\):
\[Q = mL\]
У нас известна удельная теплота парообразования \(L = 2256\) кДж/кг. Чтобы найти массу воды, воспользуемся ее плотностью \(\rho\) и объемом \(V\):
\[m = \rho V\]
У нас известен объем воды \(V = 0,8\) литра, что можно перевести в килограммы:
\[V = 0,8 \, л = 0,8 \, дм^3 = 0,8 \, кг\]
Теперь мы можем найти массу воды:
\[m = \rho V = 1000 \, кг/м^3 \cdot 0,8 \, кг = 800 \, г\]
Теперь, используя найденное значение массы воды, мы можем найти количество теплоты \(Q\):
\[Q = mL = 800 \, г \cdot 2256 \, кДж/кг = 1804,8 \, кДж\]
Теперь, чтобы найти время, за которое вода полностью испарится, воспользуемся уравнением теплового баланса:
\[Q = Pt\]
где \(P\) - мощность нагревателя, а \(t\) - искомое время. Мощность нагревателя \(P\) равна 1 кВт, что можно перевести в кДж:
\[P = 1 \, кВт = 1 \, кДж/с\]
Теперь мы можем решить уравнение относительно времени:
\[1804,8 \, кДж = 1 \, кДж/с \cdot t\]
\[t = \frac{1804,8 \, кДж}{1 \, кДж/с} = 1804,8 \, с\]
Таким образом, вода в электрическом кофейнике полностью испарится через 1804,8 секунды или 30 минут и 4,8 секунды.
Первым делом, найдем количеством теплоты, которое необходимо передать воде, чтобы она полностью испарилась. Это можно сделать, используя удельную теплоту парообразования \(L\) и массу воды \(m\):
\[Q = mL\]
У нас известна удельная теплота парообразования \(L = 2256\) кДж/кг. Чтобы найти массу воды, воспользуемся ее плотностью \(\rho\) и объемом \(V\):
\[m = \rho V\]
У нас известен объем воды \(V = 0,8\) литра, что можно перевести в килограммы:
\[V = 0,8 \, л = 0,8 \, дм^3 = 0,8 \, кг\]
Теперь мы можем найти массу воды:
\[m = \rho V = 1000 \, кг/м^3 \cdot 0,8 \, кг = 800 \, г\]
Теперь, используя найденное значение массы воды, мы можем найти количество теплоты \(Q\):
\[Q = mL = 800 \, г \cdot 2256 \, кДж/кг = 1804,8 \, кДж\]
Теперь, чтобы найти время, за которое вода полностью испарится, воспользуемся уравнением теплового баланса:
\[Q = Pt\]
где \(P\) - мощность нагревателя, а \(t\) - искомое время. Мощность нагревателя \(P\) равна 1 кВт, что можно перевести в кДж:
\[P = 1 \, кВт = 1 \, кДж/с\]
Теперь мы можем решить уравнение относительно времени:
\[1804,8 \, кДж = 1 \, кДж/с \cdot t\]
\[t = \frac{1804,8 \, кДж}{1 \, кДж/с} = 1804,8 \, с\]
Таким образом, вода в электрическом кофейнике полностью испарится через 1804,8 секунды или 30 минут и 4,8 секунды.
Знаешь ответ?