Впр по физике
Проруби, поэтому вместо того, чтобы зачерпнуть V = 4,5 л воды из проруби, он насыпал в алюминиевый котелок m = 4,5 кг сухого снега. Плотность воды ρ = 1000 кг/м³, удельная теплота плавления льда λ = 330 кДж/кг. Потерями теплоты можно пренебречь. Снег состоит из мелких кристалликов льда. Нужно ответить на следующие вопросы:
1. Определить массу воды, которую туристу нужно было зачерпнуть из проруби.
Найти, какое количество теплоты нужно было затратить, чтобы превратить снег в котелке в воду.
Вычислить, на сколько дольше туристу пришлось ждать закипания воды, если и вода, и снег имеют начальную температуру 0 °С, а мощность туристической газовой горелки P = 1,5 кВт.
1. Масса воды, которую туристу нужно было зачерпнуть из проруби:
* Объем воды: V = 4,5 л = 0,0045 м³
* Плотность воды: ρ = 1000 кг/м³
* Масса воды: m = ρV = 1000 кг/м³ * 0,0045 м³ = 4,5 кг
2. Количество теплоты, необходимое для превращения снега в воду:
* Масса снега: m = 4,5 кг
* Удельная теплота плавления льда: λ = 330 кДж/кг = 330000 Дж/кг
* Количество теплоты: Q = mλ = 4,5 кг * 330000 Дж/кг = 1485000 Дж = 1485 кДж
3. Разница во времени закипания:
* Масса воды (после таяния снега): m = 4,5 кг
* Удельная теплоемкость воды: с = 4200 Дж/(кг·°С)
* Температура кипения воды: T = 100 °С
* Количество теплоты для нагрева воды от 0 °С до 100 °С: Qн = mcΔT = 4,5 кг * 4200 Дж/(кг·°С) * 100 °С = 1890000 Дж = 1890 кДж
* Общее количество теплоты, необходимое для превращения снега в кипяток: Qобщ = Q + Qн = 1485000 Дж + 1890000 Дж = 3375000 Дж
* Время нагрева снега до кипения: tснег = Qобщ / P = 3375000 Дж / 1500 Вт = 2250 с
* Время нагрева воды до кипения: tвода = Qн / P = 1890000 Дж / 1500 Вт = 1260 с
* Разница во времени: Δt = tснег - tвода = 2250 с - 1260 с = 990 с
Ответ: Туристу пришлось ждать на 990 секунд дольше.