Дата публикации:
Как быстрее нагреть воду до нужной температуры: чайник или термос?
Итак, у нас есть чайник объемом 400 мл наполовину наполненный водой при температуре 20°C и литровый термос, полный кипятка при температуре 100°C. Нам необходимо получить по меньшей мере 200 мл воды при температуре 90°C, и как можно быстрее. Как поступить: поставить полупустой чайник на электроплиту, или сначала долить в чайник кипяток дополнительно и поставить на ту же электроплиту?
Для решения этой задачи мы будем руководствоваться следующими условиями:
1) Потерями воды из-за испарения, и всеми видами тепловых потерь пренебрегаем;
2) Временем, затраченным на доливку, также пренебрегаем;
3) Теплоемкость воды считаем постоянной (т.е. не зависящей от температуры).
Теперь рассмотрим два варианта действий:
- Поставить полупустой чайник на электроплиту:
- Сначала рассчитаем количество теплоты, которое необходимо передать воде в чайнике для нагрева до 90°C. Для этого воспользуемся формулой: Q = mcΔT, где Q - количество теплоты, m - масса воды, c - удельная теплоемкость воды, ΔT - изменение температуры.
- После этого рассчитаем время, необходимое для нагрева воды в чайнике до 90°C.
- Долить в чайник кипяток дополнительно и поставить на ту же электроплиту:
- Рассчитаем количество теплоты, которое необходимо передать воде в чайнике для нагрева до 90°C с учетом добавленного кипятка.
- После этого рассчитаем время, необходимое для нагрева воды в чайнике до 90°C с учетом добавленного кипятка.
Сравнив результаты двух вариантов действий, мы сможем определить, какой способ позволит нам быстрее получить нужное количество воды при заданной температуре.
