Дано: m = 150 гр = 0,15 кг; теплоемкость воды q = 4200 Дж/кг*град.; Т1 = 20 град. С; Т2 = 100 град С; время t = 5 минут = 300 с; U = 12 В. R -? Чтобы такое количество воды нагреть до 100 градусов надо сообщить воде количество энергии Q = m*q*(Т2 – Т1). Мощность (Р) в Ваттах, которая потребуется в этом случае Р = Q/t. С другой стороны электрическая мощность Р = U*I. По закону Ома ток, текущий в цепи, I = U/R. Тогда Р = U²/R. Таким образом, имеем Q/t = U²/R. Отсюда R=U²*t/Q= U²*t/{m*q*(Т2 – Т1)} = 12²*300/(0,15*4200*80) = 0,857...Ома.
T1=20 град T2=100 град t1=3 мин=3*60 сек. c=4200 Дж. λ=2.24*10^6 Дж. t2=?
Теплота затраченная на закипание воды = теплоемкость воды* массу воды* изменение температуры Qv=с*m*(T2-T1) Теплота выделившаяся на нагревательном элементе для закипания воды = мощность нагревателя * время нагревания Qn=P*t1 Так как Qv=Qn , можно найти мощность нагревателя с*m*(T2-T1)=P*t1 P=с*m*(T2-T1)/t1 Теплота необходимая для выпаривания воды=масса воды* удельную теплоту парообразования Qvip=m*λ Тогда для выпаривания нужно потратить теплоты нагревателя Qnvip=P*t2 = t2*с*m*(T2-T1)/t1 Напишем уравнение t2*с*m*(T2-T1)/t1 = m*λ отсюда время выпаривания. t2= (m*λ)/(с*m*(T2-T1)/t1) t2= (t1*λ)/(с*(T2-T1))=(3*60*2.24*10^6)/(4200*(100-20))=1.2*10^3 сек=20 мин
R -?
Чтобы такое количество воды нагреть до 100 градусов надо сообщить воде количество энергии Q = m*q*(Т2 – Т1). Мощность (Р) в Ваттах, которая потребуется в этом случае Р = Q/t. С другой стороны электрическая мощность Р = U*I. По закону Ома ток, текущий в цепи, I = U/R. Тогда Р = U²/R. Таким образом, имеем Q/t = U²/R. Отсюда R=U²*t/Q= U²*t/{m*q*(Т2 – Т1)} = 12²*300/(0,15*4200*80) = 0,857...Ома.