В чайнике мощностью 1,5 кВт налито 1,5 л воды при температуре 25 С. Насколько быстрее вода нагреется до 100 С, чем выкипит вся? Теплообменом с окружающей средой и испарением пренебречь.

Q1 - количество теплоты, которое нужно чтобы вода нагрелась до 100°

Q1 = cm (t2-t1)

c = удельная теплоемкость воды = 4200 Дж / кг°C

m - масса воды = 1,5 л=1,5 кг

t2-t1=100°-25°=75°

Q1=75*4200*1,5=472500 Дж

С другой стороны Q1 равно работе A, которую совершил нагреватель по нагреву воды:

A=Pt

P - мощность, Ватт

t-время=>t = A/P=472500:1500 Вт = 315 секунд-время на нагрев воды до 100 градусов

Q2-количество теплоты, которое необходимо для испарения 1,5 л воды.

Q2=Lm

L - удельная теплота парообразования воды=2,3*10^6 Дж/кг*1,5 кг=3,45*10^6

Дж=3450000 Дж

Теперь также как с нагревом считаем время, затраченное нагревателем на испарение:

t=A:P=3450000 Дж: 1500 Вт=2300 секунд

Разница во времени = 2300-315=1985 секунд=33,08 минуты

Ответ: на 33,08 минуты быстрее вода нагреется чем испарится.