Проточный водонагреватель

Сначала вода не вытекает, и вся мощность идет на нагрев всей массы: начальный наклон графика дает \(m_0\). Когда температура выходит на постоянный уровень, мощность нагревателя уравнивает нагрев поступающей воды.

Изначально температура поступившей извне воды равна температуре воды внутри водонагревателя и вода не вытекает. Поэтому температура воды изменяется только за счет тепла, полученного от нагревателя: \(\Delta Q = c m_0 \Delta T = P\Delta t\). Если момент времени \(\Delta t\) достаточно мал, то получим наклон \(\Delta T/\Delta t \approx 0{,}45\,^\circ\text{C/с}\), который необходимо измерить на графике в момент времени \(t = 0\). Наклон можно найти, проведя касательную на графике в начальный момент времени \(t = 0\), которая примерно проходит через точку \(T = 24{,}5\,^\circ\text{C}\) и \(t = 10\) с. Откуда получаем \[m_0 = \frac{P}{c\,\dfrac{\Delta T}{\Delta t}} \approx 1{,}1\text{ кг}.\] Стабильная температура достигается, когда энергия, необходимая для нагрева вытекающей в единицу времени воды, равна мощности нагревателя. Тогда мы получаем соотношение \(P = \mu c (T - T_0)\). Подставляя температуру \(T = 36\,^\circ\text{C}\), получим искомое значение \(\mu\): \[\mu = \frac{P}{c\,(T - T_0)} \approx 30\text{ г/с}.\]