Объяснение:
Дано:
m₁ = m - масса воды
m₂ = 2·m₁ = 2·m - масса стальной кастрюли
c₁ = 4200 Дж/(кг·°С) - теплоемкость воды
c₂ = 460 Дж/(кг·°С) - теплоемкость стали
с₃ = 100 Дж/(кг·°С) - теплоемкость ртути
Q₁ / Q₂ - ?
Q₂ / Q₃ - ?
1)
Нагреваем воду:
Q₁ = c₁·m₁·Δt = 4200·m·Δt
2)
Нагреваем кастрюлю:
Q₂ = c₂·m₂·Δt = 460·2·m·Δt = 920·m·Δt
Находим отношение:
Q₁ / Q₂ = 4200·m·Δt / (920·m·Δt) ≈ 4,6
На нагревание воды надо затратить теплоты в 4,6 раза больше, чем на нагревание кастрюли.
3)
Нагреваем ртуть:
Q₃ = c₃·m₃·Δt = 100·m·Δt
Находим отношение:
Q₂ / Q₃ = 920·m·Δt / (100·m·Δt) = 9,2 раза
На нагревание кастрюли надо затратить теплоты в 9,2 раза больше, чем на нагревание ртути.
ответ:КПД кипятильника:
η=(Qп/Qз)*100%, η - КПД кипятильника (η=70%=0,7), Qп - затраченная энергия на нагрев (Qп=С*m*(tк-tн), С - удельная теплоемкость воды (С=4200 Дж/кг*К), m - масса воды (m=1 кг), tк - конечная температура (tк=373 К), tн - начальная температура (tн=273 К)), Qз - совершенная работа (А=Р*t, Р - мощность кипятильника (Р=1000 Вт), t - время работы).
η=(Qп/Qз)=С*m*(tк-tн)/(Р*t).
t=С*m*(tк-tн)/(Р*η)=4200*1*(373-273)/(1000*0,7) = 6000 с = 10 мин.
ответ: Кипятильник должен работать 10 мин.
Объяснение: