Тепловые Явления — Задание 5 Физика 8 Класс №00049145
Тепловые Явления
№2. Задание 5
ID: 00049145
Туристу-лыжнику было лень идти до проруби, поэтому вместо того, чтобы зачерпнуть $V=2\text{ л}$ воды из проруби, он насыпал в алюминиевый котелок $m=2\text{ кг}$ сухого снега. Плотность воды $\rho=1000\text{ кг/м}^3$, удельная теплота плавления льда $\lambda=330\text{ кДж/кг}$. Потерями теплоты можно пренебречь. Снег состоит из мелких кристалликов льда.
1) Определите массу воды, которую туристу нужно было зачерпнуть из проруби.
2) Какое количество теплоты нужно было затратить, чтобы превратить снег в котелке в воду?
3) На сколько дольше туристу пришлось ждать закипания воды, если и вода, и снег имеют начальную температуру $0\ {}^\circ\text{С}$, а мощность туристической газовой горелки $P=1{,}1\text{ кВт}$?
Источник: ВПР 2023
Решение
Турист сэкономил ноги, но заплатил временем. Снег сначала надо растопить, и вот на это уходит лишний газ и лишние минуты. Посчитаем, сколько именно.
Вопрос 1. Плотность показывает, что кубометр воды весит $1000$ кг. В кубометре $1000$ литров, поэтому $2\text{ л}=0{,}002\text{ м}^3$. Масса такая:
$$m_{\text{в}}=\rho V=1000\cdot0{,}002=2\text{ кг}$$
Вопрос 2. Снег — это кристаллики льда при $0\ {}^\circ\text{С}$, то есть уже при температуре плавления. Греть его не надо, он сразу начинает таять, а термометр при этом стоит на месте. Поэтому формула с $\Delta t$ не подходит, работает удельная теплота плавления:
$$Q=\lambda m=330\cdot2=660\text{ кДж}$$
Вопрос 3. После таяния в котелке те же $2$ кг воды при $0\ {}^\circ\text{С}$, что были бы и из проруби. Дальше оба пути совпадают: нагрев до кипения одинаковый. Значит, лишние только эти $660$ кДж. Мощность $1{,}1\text{ кВт}$ означает $1{,}1$ кДж за секунду, поэтому:
$$t=\dfrac{Q}{P}=\dfrac{660}{1{,}1}=600\text{ с}$$
В минуте $60$ секунд, значит, это $10$ минут. Алюминий котелка в расчёт не входит: котелок греется в обоих случаях одинаково.
Проверим себя через джоули и ватты: $660\,000:1100=600$ секунд. То же самое.
Ответ
Другие задания по теме «Тепловые Явления» (8)
- Задание 5 №00049154 — В электрическом чайнике мощностью 400Вт можно за 20 минут вскипятить 1 литр…
- Задание 5 №00049153 — В электрическом чайнике мощностью 2000Вт можно за 20 минут вскипятить 2 литра…
- Задание 5 №00049152 — Для того, чтобы остудить чай, температура которого была 95 в степени ° С, Маша…
- Задание 5 №00049151 — В чайник налили 3л холодной воды при температуре 20 в степени ° С и поставили…
- Задание 5 №00049150 — Для того, чтобы остудить чай, температура которого была 100 в степени ° С, Маша…
- Задание 5 №00049149 — Молодая мама в период отключения горячей воды решила искупать своего малыша в…
- Задание 5 №00049148 — Молодая мама в период отключения горячей воды решила искупать своего малыша в…
- Задание 5 №00049147 — В жаркий день для охлаждения яблочного сока массой m индекс с равно 250г,…