Кипятильник и пар в воде

Скорость испарения найдите по наклону графика \(m(t)\); мощность нагревателя известна из напряжения и тока. Во втором пункте запишите баланс теплоты для конденсации пара и нагревания воды.

1) Построив график по табличным данным, находим скорость испарения воды: \(u \approx 0{,}87\cdot 10^{-3}\text{ кг/с}\). Тогда искомая энергия, необходимая для испарения \(1\text{ кг}\) воды при температуре \(100\,^\circ\text{C}\), равна \[E = \frac{P}{u} = \frac{UI}{u} \approx 2{,}3\text{ МДж}.\]

2) Запишем уравнение теплового баланса, чтобы найти температуру, до которой нагреется часть воды массой \(0{,}9\text{ кг}\) при пропускании через нее горячего пара (для которого известна энергия, необходимая для испарения одного килограмма воды): \[0{,}1\,E = 0{,}9\,(t' - 0)\,c_\text{в} \quad\Rightarrow\quad t' \approx 60{,}8\,^\circ\text{C}.\] Таким образом, мы имеем смесь воды массой \(0{,}9\text{ кг}\) при температуре \(60{,}8\,^\circ\text{C}\) и воды массой \(0{,}1\text{ кг}\) при температуре \(100\,^\circ\text{C}\). Уравнение теплового баланса примет вид: \[0{,}9\,(t - 60{,}8) = 0{,}1\,(100 - t).\] Тогда \(t = 64{,}8\,^\circ\text{C}\).