Grzejnik o mocy 2000W roztopił 2kg lodu. Jak długo trwał proces, jeżeli temperatura początkowa lodu to 200K, a sprawność grzejnika 50%? Ciepło właściwe Cw=2095 [J/kg*K] Ciepło topnienia Ct=330 [kJ/kg]

Grzejnik o mocy 2000W roztopił 2kg lodu. Jak długo trwał proces, jeżeli temperatura początkowa lodu to 200K, a sprawność grzejnika 50%? Ciepło właściwe Cw=2095 [J/kg*K] Ciepło topnienia Ct=330 [kJ/kg]
Odpowiedź

P = 2000 W m = 2 kg T₁ = 200 K T₂ = 273 K cl = 2095 J/kg * K ct = 330 kJ /kg t = ? energia pobrana : Q₁= energia potrzebna do ogrzania lodu do temp. topnienia Q₁ = m * cl * ΔT Q₂ = energia potrzebna do stopienia lodu Q₂ = m * ct energia oddana : praca prądu elektrycznego W = 0,5 P * t  zasada bilansu : Q₁ + Q₂ = W m * cl * ( T₂ - T₁ ) + m*ct = 0,5 P*t m [cl * (T₂ - T₁ ) + ct ] = 0,5 P * t / : 0,5 P [latex]t = frac{m[ c_l * ( T_2 - T_1 ) + c_t ]}{0,5 P } [/latex] [latex]t = frac{2 kg [ 2095 frac{J}{kg * K }*73 K + 330000 frac{J}{kg} ] }{0,5 * 2000 frac{J}{s} } = frac{2 kg* 482935 frac{J}{kg} }{1000 frac{J}{s} } = 965,87 s[/latex] t = 965,87 s / 60 = ≈ 16 min

Dodaj swoją odpowiedź