Дано:
ΔT = 100°C - 22°C = 78 К (разница температур)
t1 = 5 мин (время на нагревание до кипения)
Найти:
t2 - время, через которое вся вода обратится в пар после закипания
Решение:
Для превращения всей воды в пар после закипания необходимо еще дополнительно подвести тепло на испарение.
Используем уравнение для определения количества тепла, необходимого для превращения всей воды в пар:
Q = m * L, где Q - количество тепла, m - масса воды, L - удельная теплота испарения
Так как мощность постоянна, то можно сделать предположение, что количество тепла, подводимое за время t1 равно количеству тепла, необходимому для испарения всей воды:
m * c * ΔT = m * L
c * ΔT = L
где c - удельная теплоемкость воды
Теперь найдем время t2, которое потребуется на испарение всей воды:
t2 = Q / P
Поскольку работают только потери на испарение, а теплоемкостью и потерями можно пренебречь, то Q = m * L
Подставляем известные значения и решаем уравнение:
t2 = m * L / P = m * L / (c * ΔT) = L / (c * ΔT)
t2 = 2260 кДж/кг / (4.18 кДж/(кг*К) * 78 K) ≈ 6.12 мин
Ответ:
Через примерно 6.12 минут вся вода в чайнике обратится в пар после закипания.