Ohřívač o výkonu 1,0 kW dodává energii do kapaliny o hmotnosti 0,50 kg. Teplota kapaliny se mění o 80 K v čase 200 s. Specifická tepelná kapacita kapaliny je 4,0 kJ kg – 1K – 1. Jaký je průměrný výkon, který kapalina ztrácí?

Ohřívač o výkonu 1,0 kW dodává energii do kapaliny o hmotnosti 0,50 kg. Teplota kapaliny se mění o 80 K v čase 200 s. Specifická tepelná kapacita kapaliny je 4,0 kJ kg – 1K – 1. Jaký je průměrný výkon, který kapalina ztrácí?
Anonim

Odpovědět:

#P_ "ztráta" = 0.20barva (bílá) (l) "kW" #

Vysvětlení:

Začněte tím, že zjistíte ztrátu energie během období # 200color (bílá) (l) "sekundy" #:

#W_ "vstup" = P_ "vstup" * t = 1,0 * 200 = 200barevný (bílý) (l) "kJ" #

#Q_ "absorbováno" = c * m * Delta * T = 4,0 * 0,50 * 80 = 160color (bílá) (l) "kJ" #

Tekutina absorbuje veškerou práci provedenou jako tepelná energie, pokud není ztráta energie. Zvýšení teploty se rovná # (W_ "vstup") / (c * m) = 100color (bílý) (l) "K" #

Vzhledem k přenosu tepla však skutečný nárůst teploty není tak vysoký. Kapalina skončila absorbováním pouze části energie; zbytek byl ztracen. Proto:

#W_ "lost" = W_ "input" -Q_ "absorbován" = 200-160 = 40color (bílý) (l) "kJ" #

Průměrný výkon se rovná práci v čase, proto

#barP_ "ztraceno" = (W_ "ztraceno") / (t) = 40/200 = 0.20 barva (bílá) (l) "kW" #