Кастрюли, плитки и кипятильник
5/10На 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
ПодсказкаБыстрее всего получится, если все три нагревателя работают непрерывно, а вода во всех кастрюлях закипает одновременно. Тогда время определяется полной теплотой и суммарной мощностью.
ОтветМинимальное 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.
Похожие задачи
- Подобные кипятильники МОШ 2011/12, 9 кл.
- Быстрое кипячение МОШ 2022/23, 8 кл.
- 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.
- Тепловая электростанция ТЭЦ-25 МОШ 2016/17, 8 кл.