(5) В электрическом чайнике мощностью 1000 Вт можно за 20 минут вскипятить 2 литра воды, имеющей начальную температуру 20° C. Плотность воды равна 1000 kг / m3, её удельная теплоёмкость c=4200 Дж/(кг ≤ft.·{ }° C ight). 1) Какое количество теплоты

Для решения задачи, давайте последовательно ответим на каждый из пунктов.

1) Какое количество теплоты выделяется н...

Сначала найдем общее количество теплоты, выделяемое нагревателем. Мощность чайника составляет 1000 Вт, а время работы — 20 минут.

Переведем время в секунды:

$$20 \text{ минут} = 20 \times 60 = 1200 \text{ секунд}$$

Теперь можем найти количество теплоты $Q$, выделяемое нагревателем:

$$Q = P \cdot t$$

где $P = 1000 \text{ Вт}$ и $t = 1200 \text{ секунд}$.

Подставим значения:

$$Q = 1000 \text{ Вт} \cdot 1200 \text{ с} = 1200000 \text{ Дж}$$

Теперь найдем количество теплоты, необходимое для нагрева 2 литров воды с начальной температурой $20^{\circ} \mathrm{C}$ до температуры кипения $100^{\circ} \mathrm{C}$.

Сначала найдем массу воды:

$$m = V \cdot \rho$$

где $V = 2 \text{ литра} = 0.002 \text{ м}^3$ и $\rho = 1000 \text{ кг/м}^3$.

Подставим значения:

$$m = 0.002 \text{ м}^3 \cdot 1000 \text{ кг/м}^3 = 2 \text{ кг}$$

Теперь найдем количество теплоты $Q_{н}$, необходимое для нагрева воды:

$$Q_{н} = m \cdot c \cdot \Delta T$$

где $c = 4200 \text{ Дж/(кг} \cdot {}^{\circ} \mathrm{C})$ и $\Delta T = 100^{\circ} \mathrm{C} - 20^{\circ} \mathrm{C} = 80^{\circ} \mathrm{C}$.

Подставим значения:

$$Q_{н} = 2 \text{ кг} \cdot 4200 \text{ Дж/(кг} \cdot {}^{\circ} \mathrm{C}) \cdot 80^{\circ} \mathrm{C}$$

$$Q_{н} = 2 \cdot 4200 \cdot 80 = 672000 \text{ Дж}$$

Теперь найдем, какая часть теплоты, выделенной нагревателем, идет на нагрев воды. Для этого используем формулу:

$$\text{Часть} = \frac{Q_{н}}{Q} \cdot 100\%$$

Подставим значения:

$$\text{Часть} = \frac{672000 \text{ Дж}}{1200000 \text{ Дж}} \cdot 100\%$$

$$\text{Часть} = \frac{672}{1200} \cdot 100\% \approx 56\%$$

1. Количество теплоты, выделяемое нагревателем: $1200000 \text{ Дж}$.
2. Количество теплоты, необходимое для нагрева воды: $672000 \text{ Дж}$.
3. Часть теплоты, тратящейся на нагрев воды: $56\%$.