Условие
Городская олимпиада (3-й этап) 2009 9 класс № 2В этой задаче Вам необходимо описать нагревание и остывание воды в кастрюле с учетом теплообмена с окружающей средой. Как Вам, наверное, известно, мощность тепловых потерь в окружающую среду пропорциональна разности температур тела и окружающей среды:
где
В кастрюлю доверху наливают
При решении задачи используйте следующие приближения:
- мощность плиты постоянна;
- плита передает тепло только кастрюле;
- температуры воды и кастрюли всегда одинаковы;
- температура окружающей среды остается всегда постоянной;
- потери тепла через дно кастрюли отсутствуют;
- вода не испаряется;
- теплоемкость кастрюли равна нулю.
2.1 Плитку включили и измерили зависимость температуры от времени. В результате были получены следующие данные. От
2.1.1 Исходя из этих данных, покажите, что мощность теплопотерь действительно пропорциональна разности температур (формула (1)).
2.1.2 Определите коэффициент тепловых потерь
2.1.3 Определите, за какое время вода нагревается от
2.1.4 Определите, до какой максимальной температуры можно нагреть воду на этой плите.
2.2 После длительного нагревания, плиту выключили, и кастрюля начала остывать. Было обнаружено, что вода остыла от
2.2.1 Покажите, что и в этом случае мощность теплопотерь пропорциональна разности температур.
2.2.2 Определите значение комнатной температуры
2.2.3 Определите, за какое время вода остывает от
2.2.4 Используя данные части 2.1, определите мощность электрической плиты