Быстрее вскипятить 100 литров
6/10В распоряжении школьника Вовы имеется водопроводная вода температурой 20 °C, чайник мощностью 1,2 кВт и вместительностью 1,5 л, электрокипятильник мощностью 500 Вт, а также большой калориметр, в котором требуется получить 100 литров кипятка температурой 100 °C. Как сделать это за наименьшее время? Вова предложил следующий план действий: нужно налить в калориметр некоторый начальный объём воды \(V_0\), опустить туда включенный кипятильник, и одновременно кипятить воду в чайнике, доливая из него в калориметр порции кипятка по мере его готовности. Определите, каким должен быть начальный объём \(V_0\), и за какое время \(\tau\) удастся получить в калориметре 100 литров кипятка, действуя указанным способом. Удельная теплоёмкость воды 4200 Дж/(кг\(\cdot\)°С), плотность воды 1 г/см\(^3\). Теплоемкостью калориметра, потерями теплоты в окружающую среду и временем, затраченным на наполнение чайника и выливание из него кипятка, можно пренебречь.
▶Показать разборСкрыть разбор
ПодсказкаБыстрее всего, если оба нагревателя закончат работу одновременно: подберите \(V_0\) так, чтобы кипятильник довёл до \(100\) °C ровно ту воду, которая осталась после доливания кипятка из чайника.
Ответ\(V_0 \approx 29{,}4\) л; минимальное время \(\tau \approx 5{,}5\) часа.
Похожие задачи
- График нагрева снега в калориметре МОШ 2012/13, 8 кл.
- Долив воды в чайник МОШ 2012/13, 9 кл.
- Две школьницы греют воду МОШ 2013/14, 7-11 кл.
- Кастрюли, плитки и кипятильник МОШ 2015/16, 8 кл.
- Тепловая электростанция ТЭЦ-25 МОШ 2016/17, 8 кл.
- Нагревание и остывание воды МОШ 2018/19, 9 кл.