Cieplny przepływ energii. Zasada bilansu cieplnego
Ogrzanie wody do wrzenia zajmie 336 s =5,6 min
- Prąd elektryczny wykonuje pracę- oddają ciepło:W
- Woda pobiera ciepło ogrzewając się do temperatury wrzenia: Q
Zgodnie z zasadą bilansu cieplnego:
Praca wykonana przez prąd jest równa energii pobranej prze wodę
[tex]W=Q[/tex]
Dane:
[tex]m=2kg[/tex] masa wody
[tex]t_1=20^0C[/tex] temperatura początkowa wody
[tex]t_2=100^0C[/tex] temperatura końcowa wody
[tex]\Delta T=100^0C-20^0C=80^0C[/tex] różnica temperatur
[tex]c_w=4200\frac{J}{kg*^0C}[/tex] ciepło właściwe wody
[tex]P=2000W=2000\frac{J}{s}[/tex] moc czajnika
[tex]szukane\to[/tex] czas zagotowania wody
Pracę prądu obliczymy ze wzoru na moc
[tex]P=\frac{W}{t}/*t[/tex]
[tex]W=P*t[/tex]
Ilość ciepła pobranego przez wodą
[tex]Q=m*c_w*\Delta T[/tex]
Obliczamy wartość czasu
[tex]W=Q[/tex]
[tex]P*t=m*c_w*\Delta T/:P[/tex]
[tex]t=\frac{m*c_w*\Delta T}{P}[/tex]
[tex]t=\frac{2kg*4200\frac{J}{kg*^0C}*80^0C }{2000\frac{J}{s} }[/tex]
[tex]t=\frac{672000J}{2000\frac{J}{s} }=336s[/tex]
[tex]t=\frac{336}{60}=5,6min[/tex]
