Жила в вазе с водой семья молекул - папа, мама и дочка. Уютно и тепло было им в стакане - спокойное передвижение с одной скоростью, никаких перепадов давления. Но однажды маленькой молекуле стало в стакане скучно и тесно, и она решила улететь и посмотреть мир вокруг. И, недолго думая, она испарилась с поверхности воды. И вдруг совершенно неожиданно с разных сторон стали налетать и толкать ее другие молекулы: кислорода, азота, углекислого газа, даже другие молекулы воды не жалели подругу. После каждого удара наша героиня изменяла свою скорость, а один раз ей даже пришлось сильно удариться о стенку родного стакана. Это ей очень не понравилось, хотя она и отскочила от этой стенки с прежней по величине скоростью. Наконец ей удалось отлететь от стакана и вылететь из комнаты через окно. Она летела всё выше и выше, пока не подлетела к огромному скоплению похожих на неё молекул, и они её притянули к себе. “Куда я попала? ” - спросила их наша молекула. “Мы называемся тучей. Наша цель — добраться вн до того поля, а потом спуститься дождём”. Молекула не помнит, как они долетели на место и как спустились. Оглянувшись, она поняла, что оказалась на красивом голубом цветке. Только решила наша героиня немного отдохнуть, как снова куда-то полетела, на этот раз вместе с цветком, на котором она устроилась. Ей стало ясно, что цветок сорвали и куда-то понесли. Когда его опустили, молекула сразу узнала это место - это та самая комната, из которой она вылетела только сегодня утром, и находиться она как - раз над той вазой, где живёт её семья. Полетев вниз, она вновь очутилась на поверхности воды и ее притянули к себе соседи-молекулы. Снова оказавшись в своём мире, где её любят и понимают, она подумала: "Как в гостях ни хорошо, а дома лучше! "
N - мощность горелки,
t - искомое время,
Q - затраченное количество теплоты.
Разберемся поэтапно с Q.
На что наша горелка будет затрачивать энергию?
- плавление льда: λ m(л)
- нагрев образовавшейся воды до температуры кипения от начальной - нуля: c m(л) (100 - 0) = 100 c m(л)
- нагрев воды, которая уже находилась в сосуде: c m(в) (100 - 0) = 100 с m(в)
Таким образом, Q = λ m(л) + 100 c m(л) + 100 с m(в).
Запишем найденную формулу Q в формулу мощности:
N = ( λ m(л) + 100 c m(л) + 100 с m(в) ) / t,
откуда искомое время t:
t = ( λ m(л) + 100 c m(л) + 100 с m(в) ) / N.
Упростим выражение (выносим сотню и удельную теплоемкость воды за скобки):
t = ( λ m(л) + 100 c (m(л) + m(в)) ) / N,
t = ( 335*10^3 * 35*10^-2 + 10^2 * 42*10^2 * 9*10^-1) / 1,5*10^3,
t = (117250 + 378000) / 1,5*10^3,
t = (117,25 + 378) / 1,5 ≈ 330,16 c ≈ 5,5 мин