2016-09-08
Школьник Вася проводит дома физический эксперимент, а его младший брат Петя пытается ему помогать. Вася налил в банку $V =1 л$ воды при температуре $t_{1} = 20^{ \circ} C$, поместил в воду кипятильник мощностью $P = 1 кВт$, включил его и вышел в соседнюю комнату поговорить по телефону с одноклассником. Вернувшись через $\tau = 5 мин$, он измерил температуру воды в банке, и оказалось, что она равна $t_{2} = 60^{ \circ}C$. Выяснилось, что Петя на некоторое время отключал кипятильник, пока Вася разговаривал по телефону. Сколько времени длилась Петина «помощь»? Удельная теплоёмкость воды $c = 4,2 кДж/(кг \cdot^{C})$, плотность воды $\rho =1 кг/л$. Теплоемкостями банки и кипятильника, а также потерями теплоты пренебречь.
Решение:
На нагревание воды от $20^{ \circ}C$ до $60^{ \circ}C$ должно уйти время $\tau_{0} = \frac{ c \rho V (t_{2} - t_{}1)}{P} = 168 с$. Следовательно, Петина «помощь» длилась в течение промежутка времени $\Delta t = \tau — \tau_{0} = \tau - \frac{c \rho V (t_{2} - t_{1})}{P} = 132 с$.