2020-10-12
Некоторое количество воды нагревается электронагреветелем мощностью $P = 500 Вт$. С включением отопителя на время $t_{1} = 2 мин$ температура воды повысилась на $T = 1 К$, а с его отключением - снизилась за время $t_{1} = 1 мин$ на ту же величину $T$. Какая масса воды нагревается, если потери количества теплоты за счет теплопередачи окружающей воздуху пропорциональны времени? Удельная теплоемкость воды $c = 4,19 \cdot 10^{3} Дж/кг \cdot К$.
Решение:
При включении отопителя работа электрического тока $Pt_{1}$ идет на нагрев воды $cm \Delta T$ и в окружающую среду $\alpha t_{1}$ ($\alpha$ - коэффициент теплоотдачи).
$Pt_{1} = cm \Delta T + \alpha t_{1}$. (1)
При выключении отопителя энергия воды $cm \Delta T$ уходит в окружающую среду $\alpha t_{2}$:
$cm \Delta T = \alpha t_{2}$. (2)
Решите систему уравнений теплового баланса (1), (2):
$\alpha = \frac{Pt_{1} }{t_{1} + t_{1} }, m = \frac{ \alpha t_{2} }{c \Delta T} = \frac{Pt_{1}t_{2} }{c \Delta T (t_{1} + t_{2} ) } = 4,8 кг$.
\