• по определению кпд: n = q/qзатр, где qзатр - затраченная теплота на нагрев куска меди (будем считать далее, что температура t2 не является температурой плавления меди)
• медь нагревается за счет горения угля. значит:
○ n = q/(q m1)
○ m1 = q/(n q)
• теплота q расходуется на нагрев куска меди: q = c m2 (t2 - t1) (1)
• далее эта же теплота q пойдет на плавление льда (его температура по условию 0 °с, поэтому плавление начнется сразу же): q = λ m3 (2)
• приравняв уравнения (1) и (2), находим:
○ t2 = t1 + ((λ m3)/(c m2))
• подставляем уравнение в выражение (1). получаем:
○ t1 = (q - λ m3)/(m2 - m1)
ДАНО
T1=10 C
T2=100 C
m1=1.2 кг
m2=0.03m1 (3%)
L=2.3*10^6 Дж/кг
C=4200 Дж/кг*С
P=800 Вт -мощность плитки
КПД=65%(0.65)
t -?
РЕШЕНИЕ
полезная мощность
Pn=Q/t
время нагревания
t=Q/Pn (1)
количество тепла на нагревание
Q1=Cm1(T2-T1)
количество тепла на испарение
Q2=Lm2=L*0.03m1
общее количество
Q=Q1+Q2= Cm1(T2-T1)+L*0.03m1=m1(C(T2-T1)+L*0.03) (2)
полезная мощность
Pn=P*КПД (3)
подставим (2) и (3) в (1)
t=Q/Pn =m1(C(T2-T1)+L*0.03) /( P*КПД) <подставим данные их условия
t=1.2(4200(100-10)+2.3*10^6*0.03) /( 800*0.65)=1031.5c =17.2 мин = 0.26 ч
ОТВЕТ 1031.5c =17.2 мин = 0.26 ч
** на выбор
