Б) 100 °C-да орналасқан электр қыздырғыш плитканың ыдыстағы су қанша уақытта қайнауды? 0,040 кг суды 7 минутта

Янгол_776

65

Хорошо, давайте решим эту задачу пошагово.

Для начала, воспользуемся формулой, которая позволяет найти количество теплоты, необходимое для нагрева или охлаждения вещества:
$$Q=mc\mathrm{\Delta }T$$,
где $Q$ - количество теплоты, $m$ - масса вещества, $c$ - удельная теплоемкость вещества, $\mathrm{\Delta }T$ - изменение температуры.

Первое, что нам нужно сделать, это найти количество теплоты, необходимое для нагрева воды с начальной температурой 100 °C до кипения. Для этого нам нужно знать массу воды и удельную теплоемкость воды.

Масса воды, которую мы хотим нагреть, составляет 0,040 кг.

Удельная теплоемкость воды равна 4,186 Дж/(г·°C). Это значение можно найти в таблице физических констант.

Теперь подставим известные значения в формулу:
$$\mathrm{\Delta }Q=m\cdot c\cdot \mathrm{\Delta }T$$
$$\mathrm{\Delta }Q=0,040\text{кг}\cdot 4,186\text{Дж/(г·°C)}\cdot (100-0)\text{°C}$$

Выполняем простые математические вычисления:
$$\mathrm{\Delta }Q=16,744\text{Дж}$$

Таким образом, количество теплоты, необходимое для нагрева 0,040 кг воды с начальной температурой 100 °C до кипения, равно 16,744 Дж.

Теперь нам нужно найти количество энергии, необходимое для кипячения этой воды. Для этого воспользуемся формулой:
$$Q=mL$$,
где $Q$ - количество энергии, $m$ - масса вещества, $L$ - удельная теплота парообразования вещества.

Удельная теплота парообразования воды равна 2260 кДж/кг.

Подставляем известные значения в формулу:
$$Q=0,040\text{кг}\cdot 2260\text{кДж/кг}$$

Выполняем простые математические вычисления, приводим единицы измерения:
$$Q=90,4\text{кДж}$$

Таким образом, количество энергии, необходимое для кипячения 0,040 кг воды, составляет 90,4 кДж.

Теперь, чтобы определить время, за которое вода в кастрюле закипит, мы можем разделить сумму этих двух величин, т.е. $16,744\text{Дж}+90,4\text{кДж}$, на мощность электрической плитки. Наиболее типичные электроплиты имеют мощность 2 кВт (или 2000 Вт).

Выполняем простое деление:
$$t=\frac{16,744\text{Дж}+90,4\text{кДж}}{2000\text{Вт}}$$

Поскольку единицы измерения энергии и мощности не совпадают, необходимо преобразовать килоджоули в джоули, делая замену: 1 кДж = 1000 Дж. После этого выполняем вычисление:
$$t=\frac{16,744\text{Дж}+90,4\cdot 1000\text{Дж}}{2000\text{Вт}}$$
$$t=\frac{16,744\text{Дж}+90400\text{Дж}}{2000\text{Вт}}$$
$$t=\frac{90516,744\text{Дж}}{2000\text{Вт}}$$

Выполняем деление:
$$t\approx 45,3\text{сек}$$

Итак, чтобы вода в кастрюле закипела при использовании электроплитки мощностью 2000 Вт, требуется около 45,3 секунды.

Надеюсь, этот подробный ответ помог вам понять решение задачи! Если у вас возникнут еще вопросы, не стесняйтесь задавать. Я всегда готов помочь!