Odpowiedź :
Termodynamika i przemiany fazowe
Czajnik elektryczny o mocy 1200W pracując przez 15 minut i stale dostarczając energię do wrzącej wody wyparował 4,8kg tej wody.
Aby zrozumieć tą sytuację należy zajrzeć do wzoru na moc:
[tex]P=\frac{W}{t}[/tex]
Z tej definicji mocy wynika, że jest to iloczyn pracy i czasu w jakim ta praca została wykonana. W bardzo prosty sposób możemy przekształcić ten wzór do postaci:
[tex]W=P*t\\[/tex]
Praca jak wiemy jest to sposób przekazywania energii, a zgodnie z treścią zadania czajnik stale dostarcza energię do wody. Tą energię możemy definiować jako ciepło [Q] dostarczane do ciała. Praca jak i ciepło występują z jednostką dżul [J].
Teraz należy zauważyć, że woda jest już wrząca czyli posiada temperaturę t=100°C co oznacza, że całe ciepło dostarczone będzie zamienione na przemianę fazową do postaci gazowej (pary wodnej). Tutaj należy zajrzeć do stałych fizycznych i odczytać ciepło parowania dla wody. Wynosi ono około:
[tex]L=225000\frac{J}{kg}[/tex]
Teraz z karty wzorów odczytujemy ile wynosi ciepło przemian fazowych:
[tex]Q=L*m[/tex]
Mając wszystkie dane:
t=15min=900s
P=1200W
Podstawiamy ciepło przemiany fazowej do wzoru na pracę:
[tex]L*m=P*t[/tex]
A na koniec przenosimy wyrazy tak aby dostać wzór na masę:
[tex]m=\frac{P*t}{L} = \frac{1200*900}{225000} = 4,8kg[/tex]
