Какой мощности было бы излучение единичной площади поверх-
вности Солнца, если бы оно было красной звездой с температурой
поверхности 3000 К? Как это повлияло бы на климат нашей пла-
неты?​

По определению: N = Q / t, где

N - мощность горелки,

t - искомое время,

Q - затраченное количество теплоты.

Разберемся поэтапно с Q.

На что наша горелка будет затрачивать энергию?

- плавление льда: λ m(л)

- нагрев образовавшейся воды до температуры кипения от начальной - нуля: c m(л) (100 - 0) = 100 c m(л)

- нагрев воды, которая уже находилась в сосуде: c m(в) (100 - 0) = 100 с m(в)

Таким образом, Q = λ m(л) + 100 c m(л) + 100 с m(в).

Запишем найденную формулу Q в формулу мощности:

N = ( λ m(л) + 100 c m(л) + 100 с m(в) ) / t,

откуда искомое время t:

t = ( λ m(л) + 100 c m(л) + 100 с m(в) ) / N.

Упростим выражение (выносим сотню и удельную теплоемкость воды за скобки):

t = ( λ m(л) + 100 c (m(л) + m(в)) ) / N,

t = ( 335*10^3 * 35*10^-2 + 10^2 * 42*10^2 * 9*10^-1) / 1,5*10^3,

t = (117250 + 378000) / 1,5*10^3,

t = (117,25 + 378) / 1,5 ≈ 330,16 c ≈ 5,5 мин

Задача 1.

Дано:

Спирт

m = 2 кг

t₁ = 20°С

t₂ = 40°C

c = 2500 Дж / кг × °С

Найти: Q

Q = cm(t₂ - t₁)

Q = (2500 Дж / кг × °С) × 2 кг × (40°C - 20°С) = 100 000 Дж

ответ: 100 000 Дж

Задача 2.

Дано:

Спирт

m = 200 г

q = 29 × 10^6 Дж/кг

СИ:

m = 0,2 кг

Найти: Q

Q = qm

Q = (29 × 10^6 Дж/кг) × 0,2 кг = 5,8 × 10^6 Дж

ответ: 5,8 × 10^6 Дж

Задача 3.

Дано:

Вода

m = 10 кг

t₁ = 20°С

t₂ = 100°С

с = 4200 Дж/кг × °С

L = 2 258 000 Дж/кг

Найти: Q

Q = Q₁ + Q₂

Q₁ = cm(t₂ - t₁)

Q₂ = Lm

Q₁ = (4200 Дж/кг × °С) × 10 кг × (100°С - 20°С) = 3 360 000 Дж

Q₂ = 2 258 000 Дж/кг × 10 кг = 22 580 000 Дж

Q = 22 580 000 Дж + 3 360 000 Дж = 25 940 000 Дж

ответ: 25 940 000 Дж.