Тепловые Явления — Задание 5 Физика 8 Класс №00049151

Плита выдаёт теплоту ровно, и вся она идёт в воду. Поэтому время работы плиты тут всё равно что счётчик теплоты: вдвое меньше минут, вдвое меньше джоулей.

Дано: $3$ л воды, нагрев от $20\ {}^\circ\text{С}$ до кипения за $10$ минут, новое закипание через $5$ минут после долива.

Вопрос 1. Литр воды весит килограмм, это следует из плотности: $\rho V=1000\cdot0{,}003=3$ кг. Вода кипит при $100\ {}^\circ\text{С}$, значит, сдвиг температуры $100-20=80\ {}^\circ\text{С}$. Теплота:

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

Вопрос 2. Ватт — это джоуль в секунду, поэтому $10$ минут переводим в $600$ секунд:

$$P=\dfrac{Q_1}{t_1}=\dfrac{1\,008\,000}{600}=1680\text{ Вт}$$

Вопрос 3. Мощность та же, а $5$ минут — это половина от $10$. Значит, и теплоты плита выдала вдвое меньше:

$$Q_2=\dfrac{Q_1}{2}=504\,000\text{ Дж}$$

На что она ушла? Прежняя вода начала кипятком и снова стала кипятком, поэтому вся теплота досталась долитой воде. Она прошла путь от $20\ {}^\circ\text{С}$ до $100\ {}^\circ\text{С}$, и её масса такая:

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

Один килограмм воды занимает один литр, поэтому долили $1{,}5$ л.

Проверим себя через мощность: $1680\cdot300=504\,000$ Дж. То же самое число, и теплоты хватает как раз на $1{,}5$ кг.