2017-04-16
В три абсолютно одинаковых электрочайника налили 0,5 л, 1 л и 2 л воды при комнатной температуре и одновременно включили их. Первый чайник закипел через 180 с, а второй — через 340 с. Через какое время закипит третий чайник? Считайте, что мощность чайников постоянна, а потерями тепла в окружающую среду можно пренебречь.
Решение:
Если бы вся энергия шла только на нагрев воды, то время закипания второго чайника превышало бы время закипания первого в два раза. Поскольку это не так, то энергия идет не только на нагрев воды, а т.к. потерями мы пренебрегаем по условию, то остается единственная возможность - теплоемкостью чайника в этой задаче пренебречь нельзя.
Пусть $Q$ - количество тепла, которые нужно для нагрева до кипения 0,5 л. воды, а $q$ - для нагрева на эту же температуру чайника. Тогда уравнения теплового баланса для двух первых чайников будут иметь вид $P t_{1} = Q + q$ и $Pt_{2} = 2Q + q$, откуда находим $Q/P = 160 с$ и $q/P = 20 с$. Тогда несложно найти время закипания третьего чайника $160 \cdot 4 + 20 = 660 с$
Ответ: 660 с.