Question

В кастрюлю содержащую воду массой 1 кг,опускают электрический кипятильник мощностью N=500Вт ,через 1,5 мин температура воды повышается на 8 градусов,Какая часть энергии полученной кипятильником от электрической сети рассеивается в окружающее воду пространство в процессе её нагревания?Удельная теплоемкость воды c=4,2 кДж\кг (градус) ответ вырази в % и округли до целого числа​

Answer 1

Чтобы решить эту задачу, нам понадобятся следующие формулы:

1. Закон сохранения энергии:
Энергия, выделяемая кипятильником, равна энергии, переданной воде и энергии, рассеиваемой в окружающее пространство.
E = E_воды + E_рассеивание,

где E - энергия, выделяемая кипятильником,
E_воды - энергия, переданная воде,
E_рассеивание - энергия, рассеиваемая в окружающее пространство.

2. Энергия переданная воде:
E_воды = m * c * ΔT,

где m - масса воды,
c - удельная теплоемкость воды,
ΔT - изменение температуры воды.

Теперь подставим известные значения:
m = 1 кг,
c = 4,2 кДж/кг·°C,
ΔT = 8 °C.

E_воды = 1 кг * 4,2 кДж/кг·°C * 8 °C = 33,6 кДж.

3. Энергия, рассеиваемая в окружающее пространство:
E_рассеивание = E - E_воды.

Так как электрический кипятильник имеет мощность N = 500 Вт и он работал 1,5 мин (или 1,5/60 = 0,025 часа), то

E = N * t,

где N - мощность кипятильника,
t - время работы кипятильника.

E = 500 Вт * 0,025 ч = 12,5 Вт·ч.

E_рассеивание = 12,5 Вт·ч - 33,6 кДж.

Нам нужно выразить ответ в процентах, поэтому нужно привести значения в одни и те же единицы измерения. 1 Вт·ч = 1000 Дж.

12,5 Вт·ч = 12,5 * 1000 Дж = 12500 Дж.

E_рассеивание = 12500 Дж - 33,6 кДж = 12500 Дж - 33,6 * 1000 Дж = 12500 Дж - 33600 Дж = -21100 Дж.

Обратите внимание, что здесь получается отрицательное значение. Это связано с тем, что в данной задаче часть энергии рассеивается в окружающее пространство, а не все энергия, выделяемая кипятильником, передается воде.

Так как нас интересует доля рассеянной энергии от общей энергии, то нужно взять модуль этого значения:

|E_рассеивание| = |-21100 Дж| = 21100 Дж.

Теперь найдем долю рассеянной энергии от общей энергии:

Доля = (|E_рассеивание| / E) * 100%.

Доля = (21100 Дж / 12,5 Вт·ч) * 100% = 1688000 Дж / 12,5 Вт·ч * 100% = 1344000% / 12,5 Вт·ч = 10752%.

Итак, округляя до целого числа, доля рассеянной энергии от общей энергии в процентах составляет 10752%.