ВПР. Физика. 8 класс. Вариант 1. Часть 1 КОД 5 В чайник налили 2 л холодной воды при температуре 25 °С и поставили его на плиту. Когда через 7 мин. вода закипела, в чайник добавили ещё некоторое количество холодной воды, также имевшей начальную температуру 25 °С. После этого вода закипела вновь через 3,5 мин. Считайте, что всё выделяемое плитой количество теплоты сообщается нагреваемой воде. Плотность воды 1000 кг/м³, её удельная теплоёмкость 4200 Дж/(кг.°С). 1) Какое количество теплоты потребовалось для закипания первой порции воды в чайнике? 2) Какова мощность плиты, если она не меняется? 3) Какой объём воды добавили в чайник? Ответ дайте в литрах. Напишите полное решение этой задачи.

Ответ: 630000 Дж; 1500 Вт; 1 литр

Решение:

Дано:

• V₁ = 2 л = 0.002 м³
• t₁ = 25 °C
• t₂ = 100 °C
• τ₁ = 7 мин = 420 с
• τ₂ = 3.5 мин = 210 с
• ρ = 1000 кг/м³
• c = 4200 Дж/(кг·°C)

• Q₁ - ?
• P - ?
• V₂ - ?

1) Количество теплоты, необходимое для нагревания первой порции воды: \[Q_1 = cm(t_2 - t_1) = c \cdot \rho \cdot V_1 \cdot (t_2 - t_1)\] \[Q_1 = 4200 \cdot 1000 \cdot 0.002 \cdot (100 - 25) = 4200 \cdot 1000 \cdot 0.002 \cdot 75 = 630000 \text{ Дж}\]

2) Мощность плиты: \[P = \frac{Q_1}{\tau_1}\] \[P = \frac{630000}{420} = 1500 \text{ Вт}\]

3) Количество теплоты, необходимое для нагревания второй порции воды: \[Q_2 = P \cdot \tau_2 = 1500 \cdot 210 = 315000 \text{ Дж}\]

4) Объем добавленной воды: \[Q_2 = c \cdot m_2 \cdot (t_2 - t_1) = c \cdot \rho \cdot V_2 \cdot (t_2 - t_1)\] \[V_2 = \frac{Q_2}{c \cdot \rho \cdot (t_2 - t_1)}\] \[V_2 = \frac{315000}{4200 \cdot 1000 \cdot (100 - 25)} = \frac{315000}{4200 \cdot 1000 \cdot 75} = 0.001 \text{ м}^3 = 1 \text{ л}\]

Ответ: 630000 Дж; 1500 Вт; 1 литр