Какую температуру t2 достигнет вода массой м=0.4 кг, если микроволновая печь с мощностью Р=1.2 кВт и коэффициентом полезного действия 63% нагревает её за 80 секунд, начиная с температуры t1 = 15⁰C?

Физика Колледж Тепловые явления температура воды микроволновая печь мощность КПД нагрев воды физика задача по физике теплообмен температура T2 масса воды время нагрева начальная температура расчет температуры Новый

Для решения этой задачи мы будем использовать формулу для расчета количества теплоты, необходимого для нагрева вещества:

Q = m * c * (t2 - t1),

где:

• Q - количество теплоты, полученное водой, в джоулях (Дж);
• m - масса воды, в килограммах (кг);
• c - удельная теплоемкость воды, примерно равная 4180 Дж/(кг·°C);
• t1 - начальная температура воды, в градусах Цельсия (°C);
• t2 - конечная температура воды, в градусах Цельсия (°C).

Сначала найдем количество теплоты Q, которое передается воде от микроволновой печи. Для этого используем мощность и время:

Q = P * t * η,

где:

• P - мощность микроволновой печи, в ваттах (Вт);
• t - время, в секундах (с);
• η - коэффициент полезного действия (КПД), безразмерная величина.

Подставим известные значения:

• P = 1.2 кВт = 1200 Вт;
• t = 80 с;
• η = 0.63.

Теперь рассчитаем Q:

Q = 1200 Вт * 80 с * 0.63 = 60480 Дж.

Теперь мы можем подставить значение Q в первую формулу:

60480 Дж = 0.4 кг * 4180 Дж/(кг·°C) * (t2 - 15°C).

Теперь решим это уравнение для t2:

1. Сначала найдем произведение массы и удельной теплоемкости:
• 0.4 кг * 4180 Дж/(кг·°C) = 1672 Дж/°C.
2. Теперь у нас есть уравнение:
• 60480 Дж = 1672 Дж/°C * (t2 - 15°C).
3. Разделим обе стороны на 1672 Дж/°C:
• (60480 Дж) / (1672 Дж/°C) = t2 - 15°C.
4. Посчитаем:
• t2 - 15°C = 36.2°C.
5. Теперь найдем t2:
• t2 = 36.2°C + 15°C = 51.2°C.

Таким образом, конечная температура воды t2 составит примерно 51.2°C.