Як довго треба буде нагрівати 2 кг льоду від -16°С до отримання води при температурі, використовуючи електроплиту

Vechnyy_Put_3399

30

Для решения этой задачи нам понадобятся несколько шагов. Давайте разберемся по шагам:

Шаг 1: Рассчитаем количество теплоты, которое нужно передать льду, чтобы превратить его в воду при 0°C.

- Первым делом нам понадобится определить количество теплоты, которое нужно передать льду, чтобы нагреть его до 0°C. Для этого мы воспользуемся формулой:

\(Q = m \cdot c \cdot \Delta T\),

где \(Q\) - количество теплоты, \(m\) - масса вещества, \(c\) - удельная теплоемкость, \(\Delta T\) - изменение температуры.

- В данном случае масса льда \(m = 2\) кг, удельная теплоемкость воды \(c = 4190\) Дж/кг°C, а изменение температуры \(\Delta T = 0 - (-16) = 16\)°C.

- Подставив значения в формулу, получим:

\(Q = 2 \cdot 4190 \cdot 16\) Дж.

Шаг 2: Рассчитаем время, которое потребуется для того, чтобы передать данное количество теплоты при помощи электроплиты.

- Электроплита имеет мощность 600 Вт, что означает, что она способна выделять 600 Дж теплоты в секунду.

- Теплота, выделяемая электроплитой за определенное время, может быть рассчитана следующим образом:

\(Q = P \cdot t\),

где \(Q\) - количество теплоты, \(P\) - мощность электроплиты, \(t\) - время.

- Мы знаем, что ККД (коэффициент полезного действия) электроплиты составляет 75%, что означает, что только 75% от общей энергии, потребляемой электроплитой, используется для нагрева льда. Таким образом, можем написать следующее соотношение:

\(Q = 0.75 \cdot P \cdot t\).

- Подставив известные значения, получаем:

\(2 \cdot 4190 \cdot 16 = 0.75 \cdot 600 \cdot t\).

При этом следует помнить, что количество теплоты \(Q\) (левая часть уравнения) остается прежним, изменения происходят только с мощностью и временем.

- Решив это уравнение относительно \(t\), найдем время, необходимое для нагрева льда.

После решения этого уравнения мы получим числовое значение времени, которое требуется для нагрева льда от -16°C до получения воды при температуре 0°C с использованием электроплиты мощностью 600 Вт и ККД 75%.

Будьте внимательны при решении математических выражений и следите за единицами измерения. Убедитесь, что все значения правильно подставлены в уравнения для получения точного ответа.