Скільки часу триватиме нагрівання на електроплиті потужністю 600 Вт і ККД 75 % льоду масою 2 кг, взятого при температурі -16 °С, для Отримання води при температурі 100 °С?
Ответы
Для визначення необхідної енергії для плавлення льоду та нагрівання води використовується формула:
Q = (m_ice * L_f) + (m_water * c * ΔT)де Q - необхідна енергія в Дж, m_ice - маса льоду в кг, L_f - теплота плавлення льоду (зазвичай 334 Дж/г), m_water - маса води в кг, c - теплоємність води (4186 Дж/(кг*°C)),
і ΔT - різниця у температурі між початковою температурою води та кінцевою температурою
(100 °C - (-16 °C) = 116 °C).
Енергія, необхідна для плавлення льоду:
Q_1 = m_ice * L_f = 2 кг * 334 Дж/г * 10^3 г/кг = 668000 Дж
Енергія, необхідна для нагрівання отриманої води:
Q_2 = m_water * c * ΔT = 2 кг * 4186 Дж/(кг*°C) * 116 °C = 971792 Дж
Загальна енергія, необхідна для процесу:
Q_total = Q_1 + Q_2 = 668000 Дж + 971792 Дж = 1631792 Дж/Час, необхідний для нагрівання, залежить від потужності електроплити та ефективності перетворення енергії в тепло.
Час можна визначити за допомогою наступної формули:
t = Q_total / (P * η)де t - час у секундах,
P - потужність електроплити в Вт,
η - коефіцієнт корисної дії (або коефіцієнт ефективності), що дорівнює 0,75 в даному випадку.
t = 1631792 Дж / (600 Вт * 0,75) = 3625,44 секунд, або близько 1 година і 30 хвилин.
Отже, час, необхідний для нагрівання льоду та води до кипіння на електроплиті потужністю 600 Вт і ККД 75 %, становитиме близько 3625,44 секунд.
Або близько 1години і 30хвилин.