Какова мощность кипятильника, если стакан весом 100 г, простоял на улице, и в него налили 200 г воды из лужи при температуре +10 °C, а затем опустили в него кипятильник? Через 5 минут работы кипятильника вода в стакане закипела. Учитывая, что потери теплоты в окружающую среду незначительны, найдите мощность кипятильника. Удельная теплоемкость материала стакана составляет 600 Дж/(кг · °С).
Chernaya_Roza_9638
Для решения этой задачи нам понадобится использовать формулу, связывающую мощность, массу вещества и изменение его температуры.
Сначала посчитаем количество теплоты, которое необходимо передать воде для нагревания от температуры +10 °C до температуры кипения (100 °C). Для этого воспользуемся формулой:
\(Q = m \cdot c \cdot \Delta T\),
где \(Q\) - количество теплоты, \(m\) - масса вещества, \(c\) - удельная теплоемкость вещества, \(\Delta T\) - изменение температуры.
Масса воды в стакане равна 200 г (или 0.2 кг) и удельная теплоемкость воды составляет около 4200 Дж/(кг·°C). Тогда:
\(\Delta T = 100 °C - 10 °C = 90 °C\).
Подставив значения в формулу, получим:
\(Q = 0.2 \, \text{кг} \cdot 4200 \, \text{Дж/(кг·°C)} \cdot 90 °C = 75600 \, \text{Дж}\).
Теперь, учитывая, что вода закипела через 5 минут работы кипятильника, мы можем вычислить мощность кипятильника, используя формулу:
\(P = \frac{Q}{t}\),
где \(P\) - мощность, \(Q\) - количество переданной теплоты, \(t\) - время.
Время в данном случае равно 5 минут, или 300 секунд. Подставив значения, получим:
\(P = \frac{75600 \, \text{Дж}}{300 \, \text{с}} = 252 \, \text{Вт}\).
Таким образом, мощность кипятильника составляет 252 Вт.
Сначала посчитаем количество теплоты, которое необходимо передать воде для нагревания от температуры +10 °C до температуры кипения (100 °C). Для этого воспользуемся формулой:
\(Q = m \cdot c \cdot \Delta T\),
где \(Q\) - количество теплоты, \(m\) - масса вещества, \(c\) - удельная теплоемкость вещества, \(\Delta T\) - изменение температуры.
Масса воды в стакане равна 200 г (или 0.2 кг) и удельная теплоемкость воды составляет около 4200 Дж/(кг·°C). Тогда:
\(\Delta T = 100 °C - 10 °C = 90 °C\).
Подставив значения в формулу, получим:
\(Q = 0.2 \, \text{кг} \cdot 4200 \, \text{Дж/(кг·°C)} \cdot 90 °C = 75600 \, \text{Дж}\).
Теперь, учитывая, что вода закипела через 5 минут работы кипятильника, мы можем вычислить мощность кипятильника, используя формулу:
\(P = \frac{Q}{t}\),
где \(P\) - мощность, \(Q\) - количество переданной теплоты, \(t\) - время.
Время в данном случае равно 5 минут, или 300 секунд. Подставив значения, получим:
\(P = \frac{75600 \, \text{Дж}}{300 \, \text{с}} = 252 \, \text{Вт}\).
Таким образом, мощность кипятильника составляет 252 Вт.
Знаешь ответ?