В кастрюлю налили холодной воды при температуре 10 градусов и поставили на электроплиту. Через 10 минут вода закипела. Через какое чремя после этого лна выкипит полностью. Масса кастрюли намного меньше массы воды

Предыдущий
вопрос Следующий
вопрос

Чтобы вода полностью выкипела, потребуется еще некоторое время после того, как она закипела. Обычно вода начинает кипеть при температуре 100 градусов Цельсия, но чтобы вся вода выкипела, нужно также преодолеть теплоту испарения. Обычно теплота испарения воды составляет около 2260 кДж/кг.

Поскольку масса кастрюли намного меньше массы воды, будем считать, что кастрюля нагревается быстрее и пренебрежем ее влиянием на процесс. Таким образом, время, которое потребуется для полного выпаривания воды, можно будет оценить как время, необходимое для нагревания всей воды до температуры кипения и испарения ее.

Тепло, необходимое для нагревания 1 кг воды от 10 до 100 градусов Цельсия, можно вычислить по формуле Q = mcΔt, где m - масса воды, c - удельная теплоемкость воды (4186 Дж/кг*°C), Δt - изменение температуры.

Q = 14186(100-10) = 37674 Дж.

После нагревания вся вода достигнет температуры кипения. Энергия, необходимая для испарения 1 кг воды, равна 2260 кДж.

В нашем случае общая масса воды в кастрюле определяется массой воды и массой кастрюли. Если, например, масса воды составляет 1 кг, то общая масса может быть, например, 1,5 кг. Таким образом, общее количество энергии, необходимое для испарения этой воды, составит 1.5 * 2260 = 3390 кДж.

Если энергия всячески используется для испарения воды, то время, необходимое для испарения всей воды, можно определить, разделяя суммарное количество энергии на мощность плиты.

Усредненная мощность плиты может составлять, например, 2 кВт (2000 Вт).

Тогда время, которое потребуется для полного испарения воды, будет равно 3390 кДж / 2000 Вт = 1.7 часа, или 102 минуты.

Таким образом, после того, как вода закипела, полностью испарится примерно через 102 минуты.