Тонкостенный сосуд содержит смесь льда и воды, находящуюся при температуре 0 °C. Масса льда 350 г, а масса воды 550 г. Сосуд начинают нагревать на горелке мощностью 1,5 кВт. Сколько времени понадобится, чтобы довести содержимое сосуда до кипения? Потерями теплоты и удельной теплоемкостью сосуда, а также испарением воды можно пренебречь.
1) ≈5,5 мин
2) 7,5 мин
3) 4,2 мин
4) 154 с
Чтобы довести содержимое сосуда до кипения за время τ, необходимо расплавить лед, а затем нагреть всю получившуюся воду до температуры кипения, следовательно, затратить энергию, равную
Здесь m1, m2, — массы льда и воды соответственно, λ — удельная теплота плавления льда, c — удельная теплоемкость воды, t2 — температура кипения воды, t1 — исходная температура смеси лед-вода.
Мощность горелки W есть расход энергии в единицу времени, откуда находим τ:
Подставляя табличные данные и данные задачи, находим:
Правильный ответ указан под номером 1.