Potrzebuję wykonać obliczenia na fizykę. Mam 1 litr wody(przyjąłem, że 1l = 1kg). Temperatura początkowa wody wynosi 20 stopni Celsjusza, temperatura końcowa to 100 stopni Celsjusza. Wodę ogrzewam grzałką elektryczną o mocy 300W(dodatkowe informacje to napięcie grzałki 220V, natężenie prądu wedle obliczeń z wzoru natężenie=moc÷napięcie to w przybliżeniu 1,36A). Czy za pomocą tych danych da się obliczyć czas gotowania wody? Prosiłbym o dokładne obliczenia, podanie wzorów i tym podobnych rzeczy.
Ps. Nie wiem czy ma to jakieś znaczenie ale grzałka na początku ogrzewania wody nie jest nagrzana.
Ps. Nie wiem czy ma to jakieś znaczenie ale grzałka na początku ogrzewania wody nie jest nagrzana.
m=1 kg
ΔT=100-20=80stopni Celsjusza
c(ciepło właściwe wody)= 4200J/kg*stopni Celsjusza
P(moc)=300W
szukane:
t=?
najpierw obliczasz ile ciepła potrzebuje woda aby ogrzać się do wymaganej temperatury
Q=c*m*ΔT
Q=4200*1*80= 336000J
Energię jaką dostarczy grzałka możesz zapisać wzorem:
E=P*t
jeśli przyjmiemy że cała praca prądu elektrycznego zamieni się w ciepło potrzebne do podgrzania wody to:
E=Q=P*t
przekształcasz wzór aby obliczyć w jakim czasie ta grzałka jest w stanie dostarczyć wymaganą porcję ciepła:
t=Q/P
podstawiasz dane i obliczasz:
t=336000/300=1120s
wygodnie jest to wyrazić w minutach:
1120:60=18 i 2/3 min=18 min i 40s
Odp.Grzałka doprowadzi wodę do wrzenia w czasie około 18 min i 20 s.
Q=cw*m*(Tk-Tp)
gdzie cw - ciepło właściwe wody=4200J/(kg*K)
Q=4200*1*80=336000J=336000Ws
praca wykonana przez grzałkę
W=P*t
zakładając sprawność 100%
W=Q
t=W/P=336000/300=1120s=18min40s
prą i napięcie są niepotrzebne