Через какое время после нагревания воды в электрическом чайнике, где вода нагревается от температуры t1 = 20
Через какое время после нагревания воды в электрическом чайнике, где вода нагревается от температуры t1 = 20 *C до температуры кипения t2 = 100 *C за период времени t = 10 мин, выкипит 20% воды? Необходимо принять во внимание удельную теплоемкость воды c = 4,2 кДж/кг * 1 *С и удельную теплоту парообразования воды L = 2,3 мДж/кг. В данном случае необходимо не учитывать теплоемкость чайника и теплообмен с окружающей средой.
Yastreb 67
Для решения данной задачи, нам необходимо учесть два фактора: количество теплоты, необходимой для нагревания воды, и количество теплоты, необходимое для испарения 20% воды.Для начала вычислим количество теплоты, необходимое для нагревания всей воды с температуры
Используем формулу:
где
Массу воды мы не знаем, но заметим, что изменение температуры будет составлять
Теперь, чтобы найти массу воды, вспомним, что удельная теплота парообразования
Таким образом:
Теперь мы можем записать уравнение, где время
Отсюда видно, что масса
Теперь мы можем найти время, которое потребуется для испарения 20% воды. Для этого вспомним, что при испарении вся теплота
Подставляем известные значения:
Отсюда видно, что масса
Таким образом, время, через которое выкипит 20% воды, составит приблизительно 0,0023 минуты или около 1,4 секунды.