Пример 3. 1,2 л воды, взятой при температуре , на электроплитке, КПД которой равно 65%, довели до кипения (рис. 2). Мощность электроплитки составляет 800 Вт. 3% воды при этом превратилось в пар. Сколько времени длилось нагревание?

Решение.

Рис. 2.

Запишем условие задачи:

Дано:

СИ

Для удобства расчетов и записи в «дано» проценты переведены в сотые доли.

Поскольку в условии задачи речь идет об учитывании значения КПД плитки, то следует определиться с тем, какая работа является полезной в данном случае. Полезной работой является количество теплоты нагрева воды и ее частичного парообразования, т. к. именно для этого, в частности, и предназначена нагревательная плитка.

Выпишем дополнительные табличные данные, необходимые для решения задачи: плотность воды , ее удельная теплоемкость и удельная теплота парообразования .

Вычислим массу воды, которая нагревается:

.

Количество теплоты, затраченное на нагревание воды:

.

Для вычисления количества теплоты парообразования части воды необходимо вычислить массу пара, которая в итоге образуется. Для этого более подробно остановимся на вычислении 3% от массы воды. 3% – это три сотых от числа, т. е. для вычисления 3% от массы воды (масса образовавшегося пара) проделаем следующее действие: .

Количество теплоты, затраченное на парообразование части воды:

.

Воспользуемся формулой мощности для вычисления количества теплоты, выделенного электроплиткой (), т. е. полного количества теплоты:

.

Полезная работа нагрева и парообразования воды, как уже было оговорено ранее:

.

Воспользуемся формулой вычисления КПД электроплитки (без процентов), выразим из нее искомое время и вычислим его:.

.

Ответ. .

Рассмотренная нами задача является сложной и представляет собой образец применения сразу нескольких понятий изученной темы в едином комплексе.

На этом мы подводим итог теме «Тепловые явления и агрегатные состояниявещества». На следующем уроке мы начнем новую большую тему «Электромагнитные явления».

Список литературы

Генденштейн Л. Э, Кайдалов А. Б., Кожевников В. Б. Физика 8 / Под ред. Орлова В. А., Ройзена И. И. – М.: Мнемозина.
Перышкин А. В. Физика 8. – М.: Дрофа, 2010.
Фадеева А. А., Засов А. В., Киселев Д. Ф. Физика 8. – М.: Просвещение.

Дополнительные рекомендованные ссылки на ресурсы сети Интернет

Физика 10 (Источник)
Элементы (Источник)

Домашнее задание

В термос с водой, температура которой , опустили кубик льда с такой же температурой. Будет ли лед таять?
Какое количество теплоты должен отобрать холодильник у воды, взятой при температуре , чтобы получилось льда при температуре ?
Может ли вода быть жидкой при температуре ?
В калориметре находится вода при температуре . После того как в калориметр впустили 5 г водяного пара, имеющего температуру , температура поднялась до . Сколько воды было в калориметре?