Дано:
V = 1 л = 1 кг = 10^3 г
t1 = 20 °C
P = 1 кВт = 10^3 Вт
η = 80%
Найти:
t - время, через которое вся вода выкипит
Решение:
1. Переведем температуру из градусов Цельсия в Кельвины:
t1(K) = t1(°C) + 273.15 = 20 + 273.15 = 293.15 K
2. Рассчитаем количество теплоты, необходимое для выпаривания всей воды:
Q = m * c * Δt, где
m - масса воды,
c - удельная теплоемкость воды = 4.18 Дж/(г∙K),
Δt - изменение температуры.
m = 10^3 г
c = 4.18 Дж/(г∙K)
Δt = 100 °C
Q = 10^3 * 4.18 * 100 = 418000 Дж = 418 кДж
3. Рассчитаем время нагревания до кипения:
η = Wп / Wпр,
где
Wп - полезная мощность,
Wпр - полная мощность.
Wп = P * η = 10^3 * 0.8 = 800 Вт
4. Рассчитаем время нагревания:
Q = Wп * t,
t = Q / Wп = 418000 / 800 = 522.5 секунд
Ответ: 522.5 секунд = 522 с (округляем до целого числа), после чего вся вода выкипит.