Разделы 
Дополнительно
Задача по физике - 6656
2018-03-10 
В стакан с водой опустили нагреватель и сняли зависимость температуры воды от времени:
1) На сколько $^{ \circ} С$ остынет вода за 1 мин, если нагреватель отключить от сети при температуре $t_{1} = 50^{ \circ} С$?
2) Закипит ли вода, если нагреватель не выключать достаточно долго? Мощность нагревателя считать неизменной.
Решение:
Будем считать, что температура воды увеличивается неравномерно за счет увеличения теплоотдачи с ростом температуры. Чтобы учесть влияние теплоотдачи, проследим, как меняется приращение $\Delta t$ температуры за $\Delta \tau = 1$ минуту работы нагревателя в зависимости от температуры воды (температуру будем брать среднюю между значениями ее в начале и в конце каждой минуты). Построим по данным условиям график зависимости $\frac{ \Delta t }{ \Delta \tau}$. Как видно из графика (рис.), все точки хорошо ложатся на прямую, пересекающую ось температур в точке $t_{кр} = 85^{ \circ} С$. Ясно, что если даже закон теплоотдачи не изменится (а с ростом температуры испарение должно увеличиться, что увеличит теплоотдачу), вода нагреется только до $85^{ \circ} С$ и, следовательно, при нормальных усло-1 виях не закипит.
Из этого же графика видно, что при температуре $t_{1} = 50^{ \circ} C$ вода за одну минуту нагрелась на $3,5^{ \circ} С$, а без теплоотдачи она нагрелась бы на $6,5^{ \circ} С$ (температура окружающей среды $20^{ \circ} С$). Значит, если при температуре $50^{ \circ} С$ отключить нагреватель, то за 1 минуту вода остынет на $3^{ \circ} С$.
В стакан с водой опустили нагреватель и сняли зависимость температуры воды от времени:
1) На сколько $^{ \circ} С$ остынет вода за 1 мин, если нагреватель отключить от сети при температуре $t_{1} = 50^{ \circ} С$?
2) Закипит ли вода, если нагреватель не выключать достаточно долго? Мощность нагревателя считать неизменной.
Решение:
Будем считать, что температура воды увеличивается неравномерно за счет увеличения теплоотдачи с ростом температуры. Чтобы учесть влияние теплоотдачи, проследим, как меняется приращение $\Delta t$ температуры за $\Delta \tau = 1$ минуту работы нагревателя в зависимости от температуры воды (температуру будем брать среднюю между значениями ее в начале и в конце каждой минуты). Построим по данным условиям график зависимости $\frac{ \Delta t }{ \Delta \tau}$. Как видно из графика (рис.), все точки хорошо ложатся на прямую, пересекающую ось температур в точке $t_{кр} = 85^{ \circ} С$. Ясно, что если даже закон теплоотдачи не изменится (а с ростом температуры испарение должно увеличиться, что увеличит теплоотдачу), вода нагреется только до $85^{ \circ} С$ и, следовательно, при нормальных усло-1 виях не закипит.
Из этого же графика видно, что при температуре $t_{1} = 50^{ \circ} C$ вода за одну минуту нагрелась на $3,5^{ \circ} С$, а без теплоотдачи она нагрелась бы на $6,5^{ \circ} С$ (температура окружающей среды $20^{ \circ} С$). Значит, если при температуре $50^{ \circ} С$ отключить нагреватель, то за 1 минуту вода остынет на $3^{ \circ} С$.
