Каково время, необходимое для таяния льда массой 1,1 кг при температуре 0°C в теплоизолированном сосуде, когда
Каково время, необходимое для таяния льда массой 1,1 кг при температуре 0°C в теплоизолированном сосуде, когда электрическая спираль, подключенная к источнику постоянного напряжения 110 В, пропускает ток 5 А? Удельная теплота плавления льда составляет 335 кДж/кг.
Grigoryevna 64
Для решения этой задачи нам понадобится знание закона сохранения энергии. При таянии льда происходит передача энергии от нагревателя, в данном случае электрической спирали, к льду.Сначала найдем количество теплоты, необходимое для плавления льда. Удельная теплота плавления льда составляет 335 кДж/кг, а масса льда равна 1,1 кг. Таким образом, общее количество теплоты, необходимое для плавления всего льда, составляет:
\[Q = m \cdot L\]
где
\(Q\) - количество теплоты, необходимое для плавления льда,
\(m\) - масса льда,
\(L\) - удельная теплота плавления.
Подставляя значения, получаем:
\[Q = 1,1 \, \text{кг} \cdot 335 \, \text{кДж/кг} = 368,5 \, \text{кДж}\]
Теперь определим время, необходимое для передачи этой энергии. Для этого воспользуемся формулой:
\[Q = P \cdot t\]
где
\(Q\) - количество теплоты, необходимое для передачи,
\(P\) - мощность нагревателя,
\(t\) - время.
Мощность нагревателя можно найти, умножив напряжение на силу тока:
\[P = U \cdot I\]
где
\(P\) - мощность,
\(U\) - напряжение,
\(I\) - сила тока.
Подставляя значения, получаем:
\[P = 110 \, \text{В} \cdot 5 \, \text{А} = 550 \, \text{Вт}\]
Теперь можем найти время:
\[t = \frac{Q}{P} = \frac{368,5 \, \text{кДж}}{550 \, \text{Вт}}\]
Для удобства, переведем кДж в Дж:
\[t = \frac{368,5 \, \text{кДж} \cdot 1000}{550 \, \text{Вт}} = \frac{368500}{550} \, \text{с} \approx 670 \, \text{с}\]
Таким образом, время, необходимое для таяния льда массой 1,1 кг при температуре 0°C в теплоизолированном сосуде, когда электрическая спираль, подключенная к источнику постоянного напряжения 110 В, пропускает ток 5 А, составляет примерно 670 секунд.