Temperatur wody i lodu wynosi 0⁰C
Czajnik należy włączyć na [tex]t=27,8s\approx28s[/tex]
Zjawisko przekazywania energii cieplnej w oparciu o zasadę bilansu cieplnego.
Ponieważ w czajniku znajduje się woda i kostki lodu to znaczy,że lód nie uległ stopieniu i temperatura mieszaniny wynosi 0⁰ C ( temperatura topnienia lodu).
Po włączeniu czajnika do mieszaniny zostaje dostarczona energia.
Zgodnie z zasadą bilansu cieplnego
[tex]W=Q[/tex]
gdzie:
[tex]W=[/tex] praca wykonana przez prąd elektryczny - energia oddana
[tex]Q=[/tex] ilość ciepła pobrana przez kostki lodu - energia pobrana
Pracą prądu obliczymy z wzoru na moc:
[tex]P=\frac{W}{t}/*t[/tex]
[tex]W=P*t[/tex]
Ilość ciepła pobraną przez kostki lodu:
[tex]Q=m*c_t[/tex]
W oparciu o dane, obliczamy czas pracy czajnika:
[tex]P=1800W=1800\frac{J}{s}[/tex] moc czajnika
[tex]m=150g=0,15kg[/tex] masa kostek lodu
[tex]c_t=334000\frac{J}{kg}[/tex] ciepło topnienia lodu
[tex]W=Q[/tex]
[tex]P*t=m*c_t/:P[/tex]
[tex]t=\frac{m*c_t}{P}[/tex]
[tex]t=\frac{0,15kg*334000\frac{J}{kg} }{1800\frac{J}{s} }[/tex]
[tex]t\approx27,8s[/tex]