Тепловые Явления — Задание 5 Физика 8 Класс №00049021

Тут главное заметить: плита не меняется, и нагрев на те же $80$ градусов. Поэтому время прямо говорит, сколько воды грелось. Посчитаем всё по порядку.

Дано: $1\text{ л}$ воды от $20\ {}^\circ\text{С}$ до кипения за $5$ минут, после долива снова кипит через $3$ минуты.

Вопрос 1. Плотность $1000\text{ кг/м}^3$ означает, что литр воды весит $1\text{ кг}$. Вода доходит до кипения, $100\ {}^\circ\text{С}$, значит, $\Delta t=100-20=80\ {}^\circ\text{С}$. Теплота:

$$Q_1=cm\Delta t=4200\cdot1\cdot80=336\,000\text{ Дж}$$

Вопрос 2. За $5$ минут, то есть за $300$ секунд, плита выдала эту теплоту. Мощность:

$$P=\dfrac{Q_1}{t_1}=\dfrac{336\,000}{300}=1120\text{ Вт}$$

Вопрос 3. Что происходит после долива? Кипяток отдаёт часть теплоты холодной воде, смесь остывает, а плита доводит её до кипения снова. Прежний литр в итоге вернулся к той же температуре, так что вся теплота этих $3$ минут пошла на долитую воду.

Обе порции греются на одни и те же $80$ градусов от одной плиты, поэтому масса и время меняются вместе:

$$\dfrac{m_2}{m_1}=\dfrac{t_2}{t_1}=\dfrac{3}{5}$$

Считаем массу долитой воды:

$$m_2=1\cdot\dfrac{3}{5}=0{,}6\text{ кг}$$

А это $0{,}6\text{ л}$, потому что один килограмм воды занимает один литр.

Проверим себя через джоули: за $180$ секунд плита выдаёт $1120\cdot180=201\,600\text{ Дж}$, а на нагрев $0{,}6\text{ кг}$ нужно $4200\cdot0{,}6\cdot80=201\,600\text{ Дж}$. Сошлось.