Сколько времени потребуется, чтобы 2 литра воды, начальная температура которой составляет 31°С, закипели в нагревателе

Тропик_4674

50

Чтобы решить эту задачу, нам нужно определить количество теплоты, которое нужно передать воде для ее закипания.

Сначала определим количество теплоты, которое можно получить от сгорания 4 г керосина. Зная, что удельная теплота сгорания керосина составляет 46 МДж/кг, найдем количество теплоты, которое можно получить от сгорания 4 г керосина:

\[ \text{Количество теплоты} = \text{масса} \times \text{удельная теплота сгорания} \]
\[ \text{Количество теплоты} = 0.004 \, \text{кг} \times 46 \times 10^6 \, \text{Дж/кг} \]

Рассчитав это выражение, мы получим количество теплоты, получаемое от сгорания 4 г керосина.

Теперь рассчитаем КПД (коэффициент полезного действия) нагревателя, который составляет 35%. КПД определяет, какая часть переданной энергии используется для выполнения работы или обеспечения целевого эффекта. Для этой задачи нам нужно определить, сколько теплоты будет передано воде (в Дж) с учетом КПД нагревателя:

\[ \text{Полезная энергия} = \text{Количество теплоты} \times \text{КПД} \]

Теперь у нас есть полезная энергия, которая будет использоваться для нагревания воды.

Далее мы можем использовать формулу теплоты \( Q = mc\Delta T \), где \( Q \) - количество теплоты, \( m \) - масса вещества, \( c \) - удельная теплоемкость вещества, и \( \Delta T \) - изменение температуры.

Мы знаем, что у нас есть 2 литра (или 2000 г) воды с начальной температурой 31°C. Чтобы вода закипела, ее температура должна достичь точки кипения, которая составляет 100°C.

Теперь мы можем рассчитать количество теплоты, которое нужно передать воде для ее закипания:

\[ Q = mc\Delta T \]

Здесь \( Q \) - количество теплоты (в Дж), \( m \) - масса воды (в г), \( c \) - удельная теплоемкость воды (примем ее равной 4.18 Дж/(г°C)), и \( \Delta T \) - изменение температуры (равно разнице между температурой кипения и начальной температурой воды).

Таким образом, чтобы закипело 2 литра воды, нагреватель, потребляющий 4 г керосина в минуту и имеющий КПД 35%, потратит определенное количество времени, чтобы передать достаточное количество теплоты воде.