Для решения задачи, давайте разберем каждый пункт по порядку.
1) Какое количество теплоты выделяется нагревателем за счет протекания через нег...
Для начала, найдем общее количество теплоты, выделяемое нагревателем за 20 минут.
Мощность нагревателя \( P = 700 \) Вт, а время \( t = 20 \) минут, что в секундах будет:
\[
t = 20 \times 60 = 1200 \text{ секунд}
\]
Количество теплоты \( Q \), выделяемое нагревателем, можно найти по формуле:
\[
Q = P \cdot t
\]
Подставим значения:
\[
Q = 700 \, \text{Вт} \cdot 1200 \, \text{с} = 840000 \, \text{Дж}
\]
Для того чтобы найти количество теплоты, необходимое для нагрева воды, используем формулу:
\[
Q = m \cdot c \cdot \Delta T
\]
где:
- \( m \) — масса воды,
- \( c \) — удельная теплоёмкость воды,
- \( \Delta T \) — изменение температуры.
Масса воды \( m \) в 1,5 литра равна:
\[
m = 1.5 \, \text{л} = 1.5 \, \text{кг} \quad (\text{так как плотность воды } 1000 \, \text{кг/м}^3)
\]
Начальная температура воды \( T2 = 100 \, \text{°C} \). Таким образом, изменение температуры:
\[
\Delta T = T1 = 100 - 20 = 80 \, \text{°C}
\]
Теперь подставим все значения в формулу:
\[
Q = 1.5 \, \text{кг} \cdot 4200 \, \text{Дж/(кг-°C)} \cdot 80 \, \text{°C}
\]
Вычислим:
\[
Q = 1.5 \cdot 4200 \cdot 80 = 504000 \, \text{Дж}
\]
Теперь нам нужно найти, какая доля теплоты, выделяемой нагревателем, используется для нагрева воды. Для этого используем следующую формулу:
\[
\text{Доля} = \left( \frac{Q{\text{нагреватель}}} \right) \cdot 100\%
\]
Где:
- \( Q_{\text{вода}} = 504000 \, \text{Дж} \) (количество теплоты, необходимое для нагрева воды),
- \( Q_{\text{нагреватель}} = 840000 \, \text{Дж} \) (количество теплоты, выделяемое нагревателем).
Теперь подставим значения:
\[
\text{Доля} = \left( \frac{504000}{840000} \right) \cdot 100\% = 60\%
\]
1) Количество теплоты, выделяемое нагревателем: \( 840000 \, \text{Дж} \).
2) Количество теплоты, необходимое для нагрева воды: \( 504000 \, \text{Дж} \).
3) Доля теплоты, тратящейся на нагрев воды: \( 60\% \).
