Global EE

Тепловые Явления — Задание 5 Физика 8 Класс №00049153

Задание №5. Комбинированная Задача

Тепловые Явления

№2. Задание 5

ID: 00049153

В электрическом чайнике мощностью $2000\text{ Вт}$ можно за $20$ минут вскипятить $2$ литра воды, имеющей начальную температуру $20\ {}^\circ\text{С}$. Плотность воды равна $1000\text{ кг/м}^3$, её удельная теплоёмкость $c=4200\text{ Дж/(кг}\cdot{}^\circ\text{С)}$.

1) Какое количество теплоты выделяется нагревателем за счёт протекания через него электрического тока при кипячении данной порции воды?

2) Какое количество теплоты нужно передать данной порции воды для того, чтобы она закипела?

3) Какая часть теплоты, выделяющейся нагревателем, тратится на нагрев воды? Ответ приведите в процентах.

Напишите полное решение этой задачи.

Источник: ВПР 2026

Решение

В чайнике две разные теплоты. Одну выдал нагреватель, потому что по нему шёл ток, другую реально получила вода. Сравним их и увидим, насколько чайник хорошо работает.

Вопрос 1. Мощность $2000\text{ Вт}$ означает $2000$ джоулей каждую секунду. Время переводим: $20$ минут — это $1200$ секунд. Вся теплота нагревателя по закону Джоуля – Ленца равна работе тока:

$$Q_{\text{н}}=Pt=2000\cdot1200=2\,400\,000\text{ Дж}=2400\text{ кДж}$$

Вопрос 2. Теперь смотрим на воду. Масса двух литров: $m=\rho V=1000\cdot0{,}002=2$ кг. Вода кипит при $100\ {}^\circ\text{С}$, поэтому сдвиг $100-20=80\ {}^\circ\text{С}$:

$$Q_{\text{в}}=cm\Delta t=4200\cdot2\cdot80=672\,000\text{ Дж}=672\text{ кДж}$$

Вопрос 3. Часть — это то, что досталось воде, а целое — всё, что выделил нагреватель. Находим долю и переводим в проценты:

$$\dfrac{Q_{\text{в}}}{Q_{\text{н}}}\cdot100\%=\dfrac{672}{2400}\cdot100\%=28\%$$

Остальная теплота ушла мимо нагрева воды: это греется сам чайник и окружающий воздух.

Проверим себя: $28\%$ от $2400$ кДж это $0{,}28\cdot2400=672$ кДж. Сошлось, и доля меньше $100\%$, как и должно быть.

Ответ

1) 2400 кДж; 2) 672 кДж; 3) 28 %
Другие задания по теме «Тепловые Явления» (8)