Разделы 
Дополнительно
Задача по физике - 1157
2016-10-20 
В металлический чайник наливают $V = 1 л$ холодной воды, ставят на массивную конфорку электроплиты и включают её. Когда вода через $t_{1} = 15 минут$ закипела, в чайник долили ещё 1 литр воды. После повторного закипания воды в чайнике, которое произошло спустя время $t_{2} = 10 минут$ после долива, конфорку выключают, а вода в чайнике продолжает кипеть. Оцените массу воды, которая испарится из чайника после выключения конфорки до того, как она остынет. Удельная теплоёмкость воды $C = 4200 Дж/(кг \cdot ^{ \circ} C)$, удельная теплота парообразования $L = 2,3 \cdot 10^{6} Дж/кг$. Потерями тепла в окружающую среду пренебречь.
Решение:
Во время нагрева первого литра воды часть энергии, пропорциональная разности времён $t_{1} — t_{2}$, идёт на разогрев конфорки. Так как через время $t_{1}$ вода закипает, то это означает, что к этому моменту времени конфорка полностью разогрелась, и далее всё выделяемое ею тепло будет идти только на нагрев второго литра воды. Поэтому мощность конфорки
$N = \frac{C \rho V \Delta T}{t_{2}}$,
а запасённая в ней тепловая энергия
$Q = N(t_{1}-t_{2}) = C \rho V \Delta T \frac{t_{1}-t_{2}}{t_{2}}$.
Здесь $\rho = 1000 кг/м^{3}$ — плотность воды, $\Delta T \approx 100^{ \circ} С$. После выключения конфорки вся запасённая в ней энергия пойдёт на испарение воды массой
$m = \frac{Q}{L} = \frac{C \rho V \Delta T}{L} \cdot \frac{t_{1}-t_{2}}{t_{2}} \approx 91 г$.
В металлический чайник наливают $V = 1 л$ холодной воды, ставят на массивную конфорку электроплиты и включают её. Когда вода через $t_{1} = 15 минут$ закипела, в чайник долили ещё 1 литр воды. После повторного закипания воды в чайнике, которое произошло спустя время $t_{2} = 10 минут$ после долива, конфорку выключают, а вода в чайнике продолжает кипеть. Оцените массу воды, которая испарится из чайника после выключения конфорки до того, как она остынет. Удельная теплоёмкость воды $C = 4200 Дж/(кг \cdot ^{ \circ} C)$, удельная теплота парообразования $L = 2,3 \cdot 10^{6} Дж/кг$. Потерями тепла в окружающую среду пренебречь.
Решение:
Во время нагрева первого литра воды часть энергии, пропорциональная разности времён $t_{1} — t_{2}$, идёт на разогрев конфорки. Так как через время $t_{1}$ вода закипает, то это означает, что к этому моменту времени конфорка полностью разогрелась, и далее всё выделяемое ею тепло будет идти только на нагрев второго литра воды. Поэтому мощность конфорки
$N = \frac{C \rho V \Delta T}{t_{2}}$,
а запасённая в ней тепловая энергия
$Q = N(t_{1}-t_{2}) = C \rho V \Delta T \frac{t_{1}-t_{2}}{t_{2}}$.
Здесь $\rho = 1000 кг/м^{3}$ — плотность воды, $\Delta T \approx 100^{ \circ} С$. После выключения конфорки вся запасённая в ней энергия пойдёт на испарение воды массой
$m = \frac{Q}{L} = \frac{C \rho V \Delta T}{L} \cdot \frac{t_{1}-t_{2}}{t_{2}} \approx 91 г$.
