Тепловые Явления — Задание 5 Физика 8 Класс №00049024

Чайник ставили дважды, и оба раза плита работала одинаково. Значит, сравнивать будем теплоту, которую она выдала за каждый отрезок времени.

Дано: $3\text{ л}$ воды от $20\ {}^\circ\text{С}$ до кипения за $20$ минут, после долива снова кипит через $10$ минут.

Вопрос 1. Масса воды находится через плотность: $3\text{ л}=0{,}003\text{ м}^3$, поэтому:

$$m=\rho V=1000\cdot0{,}003=3\text{ кг}$$

Нагрев от $20\ {}^\circ\text{С}$ до кипения, то есть до $100\ {}^\circ\text{С}$, составляет $80\ {}^\circ\text{С}$:

$$Q_1=cm\Delta t=4200\cdot3\cdot80=1\,008\,000\text{ Дж}$$

Вопрос 2. Вся эта теплота пришла от плиты за $20$ минут, а в секундах — это $1200\text{ с}$:

$$P=\dfrac{Q_1}{t_1}=\dfrac{1\,008\,000}{1200}=840\text{ Вт}$$

Вопрос 3. За следующие $10$ минут, или $600$ секунд, плита выдала:

$$Q_2=Pt_2=840\cdot600=504\,000\text{ Дж}$$

Прежняя вода после долива остывала и снова закипала, так что в итоге вернулась к $100\ {}^\circ\text{С}$. Теплота этого отрезка досталась долитой воде. Стартует она при $20\ {}^\circ\text{С}$, а не при нуле, поэтому нагрев снова $80\ {}^\circ\text{С}$:

$$m_2=\dfrac{Q_2}{c\,\Delta t}=\dfrac{504\,000}{4200\cdot80}=\dfrac{504\,000}{336\,000}=1{,}5\text{ кг}$$

Один килограмм воды занимает один литр, значит, долили $1{,}5\text{ л}$.

Проверим себя: времени в $20:10=2$ раза меньше, значит, и воды в $2$ раза меньше, чем в первой порции: $3:2=1{,}5\text{ л}$.