Задачи › Нагреватели, КПД нагрева

Кастрюли, плитки и кипятильник

  1. Кастрюли, плитки и кипятильник

    МОШ 2015/16, 8 кл.
    5/10

    На кухне стоят две включенные (прогревшиеся) электроплитки мощностями 1 кВт и 2 кВт, а также есть один кипятильник мощностью 0,5 кВт (время его прогревания мало). Хозяйка заполняет водой три кастрюли, налив в них 1, 2 и 3 литра воды, соответственно, и планирует как можно быстрее получить 6 литров кипятка. Начальная температура воды во всех кастрюлях одинакова и равна \(+20\) °С. Удельная теплоемкость воды 4200 Дж/(кг\(\cdot\)°С). Чему равно минимальное время, необходимое для получения кипятка? Опишите одну из возможных процедур манипуляций с кастрюлями, плитками и кипятильником, при которой это рекордное время достигается. Считайте, что вся теплота передается только воде. Временами, которые хозяйка тратит на перестановку кастрюль и перемещение кипятильника, можно пренебречь.

    ▶Показать разборСкрыть разбор
    Подсказка

    Быстрее всего получится, если все три нагревателя работают непрерывно, а вода во всех кастрюлях закипает одновременно. Тогда время определяется полной теплотой и суммарной мощностью.

    Ответ

    Минимальное время нагревания равно 576 с = 9 мин 36 с. Возможная (но не единственная) процедура такова. Сначала воду нагревают в течение времени \(t_1 = 96\) с: кастрюля на 1 л — на плитке 1 кВт, кастрюля на 2 л — на плитке 2 кВт, кастрюля на 3 л — с кипятильником 0,5 кВт. Затем в течение \(t_2 = 480\) с вода доводится до кипения одновременно во всех кастрюлях: кипятильник находится в кастрюле на 1 л, на плите 1 кВт стоит кастрюля на 2 л, на плите 2 кВт стоит кастрюля с тремя литрами воды.

    Вся олимпиада на сайте

    Страница задачиОшибка в задаче?

Похожие задачи