Масса воды:
кг.
Начальная температура воды:
.
Начальная температура железа:
.
Конечная температура:
.
Найти нужно массу железа:
- ?
1. Теплота, полученная необходимая для нагревания воды от
до
, равна теплоте, полученной с остывания железа от
до
. То есть:
.
2. Теплота нагревания воды:
, где
Дж/(кг · °С) - удельная теплоёмкость воды.
3. Теплота остывания железа:
, где
Дж/(кг · °С) - удельная теплоёмкость железа.
4. Объединяем (1) - (3):
.
5. Выразим массу железа из (4):
.
(кг).
сила тока I = U / R
полезная работа n*A = Q1 + Q2
где n - кпд (0,8 по условию задачи)
полная работа А = U*I*t U = 220 V, I = 220 / 160 = 1.375 a, t = 20 мин = 1200 сек
Q1 - кол-во теплоты, затраченное на нагревание воды до кипения (равно произведению массы воды на её теплоёмкость и на разность температур; масса воды равна произведению плотности на объём. 0,5 л воды имеет массу 0,5 кг; уд.теплоёмкость воды 4200 Дж / (кг*град); разность температур по условию 80 град.)
Q2 - кол-во теплоты, затраченное на испарение воды (равно произведению удельной теплоты парообразования на массу воды - которую по условию задачи надо найти)
полезная работа 0,8*220*1,375*1200 = 290400 Дж
Q1 = 0.5*4200*(100 - 20) = 168000 Дж
Q2 = 290400 - 168000 = 122400 Дж, этот результат надо разделить на уд.теплоту парообразования воды и получим ответ задачи.
В сасуде