Мальчик вычислил что при нагревании воды от 15 до кипения при 100: 1023. а) Мальчик вычислил, что при нагревании воды от 15 °С до кипения (при 100 °С) внутренняя энергия ее увеличится на 178,5 кДж. Какова масса нагреваемой воды? б) Когда в бак умывальника с водой добавили еще 3 л воды при 100 °С и перемешали всю воду, то

Содержание

1023. а) Мальчик вычислил, что при нагревании воды от 15 °С до кипения (при 100 °С) внутренняя энергия ее увеличится на 178,5 кДж. Какова масса нагреваемой воды? б) Когда в бак умывальника с водой добавили еще 3 л воды при 100 °С и перемешали всю воду, то

1023. а) Мальчик вычислил, что при нагревании воды от 15 °С до кипения (при 100 °С) внутренняя энергия ее увеличится на 178,5 кДж. Какова масса нагреваемой воды? б) Когда в бак умывальника с водой добавили еще 3 л воды при 100 °С и перемешали всю воду, то температура воды в баке стала равна 35 °С. Пренебрегая потерями теплоты на нагревание бака и окружающей среды, определите начальный объем воды в баке. в) Чтобы вымыть посуду, мальчик налил в таз 3 л воды, температура которой равна 10 °С. Сколько литров кипятка (при 100 °С) нужно долить в таз, чтобы температура воды в нем стала равной 50 °С? г) Для купания ребенка в ванну налили 4 ведра (40 л) холодной воды, температура которой была равна 6 °С, а затем долили горячую воду температурой 96 °С.

Определите массу долитой воды, если температура воды в ванне стала равной 36 °С. (Расчет производите без учета нагревания ванны и окружающей среды.)

№1023.

а) Дано:

Решение:

б) Дано:

Решение:

Пренебрегая потерями теплоты, можно считать, что количество теплоты, отданное горячей водой, равно количеству теплоты, полученное холодной водой, т. е. составить равенство

— количество теплоты, полученное холодной водой.

— количество теплоты, отданное горячей водой

Подставим значения Q₁, и Q₂ в уравнение (1):

, сократим на с, р:

Первоначальный объем воды 9,75 л.

(В задачнике допущена опечатка, нет значения начальной температуры холодной воды. Значение взято из сборника задач предыдущего выпуска.)

в) Дано:

Решение:

Воспользуемся соотношением, полученным в предыдущей задаче:

Отсюда

г) Дано:

Решение:

Как и в предыдущей задаче, найдем объем долитой горячей воды:

Масса воды

Ответ из учебника(задачника): 1023. а) 0,5 кг. б) ≈6,6 л. в) 1,5 л. г) 20 кг.

Мальчик вычислил что при нагревании воды от 15 градусов до кипения ( при 100 градусов)

На рисунке приведен график зависимости температуры t воды от времени τ при атмосферном давлении. Используя данные графика, выберите из предложенного п … еречня два верных утверждения. Укажите их номера

кусок металла массой 270г имеет объем 100м³ какова плотность этого металла? Каков объем 500 граммов этого металла?

Для каждого физического понятия из первого столбца подберите соответствующий пример из второго столбца. 1 единица физической величины 2 прибор для изм … ерения физической величины 3 физическая величина А энергия Б градус цельсия В гигрометр

На рисунке представлен график зависимости температуры от времени τ, полученный при равномерном нагревании вещества, первоначально находившегося в жидк … ом состоянии. Какое утверждение является верным? Точка 5 соответствует жидкому состоянию вещества При переходе из состояния, обозначенного точкой 2, в состояние обозначенного точкой 4, внутренняя энергия вещества не изменяется Точка 2 соответствует газообразному состоянию вещества Температура t2 является температурой кипения вещества

помогите,пожалуйста.очень срочно.

какие тепловые явление вы знаете?

подумайте на какие три группы можно разделить приведённые ниже слова: свинец, гром, рельсы, снегопад, медь,закат, метель, Марс, спирт,нож,стол,самолёт … , нефть, кипение метель, образование сосульки, выстрел,наводнение.

1. Сравните внутренние и механические энергии самолета, стоящего на земле и находящегося в полёте, если его температуру на земле и в воздухе считать : … а) одинаковой ; б) различной.

3. Расположите значения температуры в порядке возрастания: а) 273 К, 10 °C; б) 27 °С, 290 K; в) 0 °C, 0 K.

Срочно нужно решение с оформлением(желательно в тетради) Даю 15 баллов!!!Эскалатор метро поднимает стоящего на нем челове- ка за 1 мин; если же челове … к будет идти по остановивше- муся эскалатору, на подъем уйдет 3 мин. Сколько време- ни понадобится на подъем, если человек будет идти по движущемуся вверх эскалатору?

Мальчик вычислил ,что при нагревании воды от 15 градусов до кипения(100 градусов)внутр энергия ее увеличивается в 178,5 кДж.3 Дж

mут=Q/q q ут- теплота сгорания условного топлива ( смотри в своем задачнике у меня нет)

V1=V2

m1/p1 = m2/p2 =>

m2 = m1×p2/p1

m2 = 320×11340/2700 = 1344г = 1.344кг

3 месяца назад

I.1) Дано: R=20Ом, I=0,4А U-? Решение: U= I*R= 0,4А * 20 Ом= 8 В

2) R=ρl:s , s=ρl:R=(0,5 Ом × мм²/м × 8м) : 2 Ом= 2мм² 3)Сперва находим общее сопротивление:

1/Rобщ=1/R1+1/R2+1/R3=(R2R3+R1R3+R1R2)/(R1R2R3)

Rобщ=(R1R2R3)/(R2R3+R1R3+R1R2)

Rобщ=30*10*30/(10*30+30*30+10*30)=6 Ом

Затем по закону Ома находим силу тока в неразветвленной части цепи:

I=U/Rобщ

I=6/6=1 А

Ответ: 6 Ом, 1 А.

9 месяцев назад

Жители Италии придумали дарить друг — другу подарки

1) E=F/q =500 H /5 мКл =100000 В/м = 100кВ/м

2) F=E*q=100000 В/м*2 мКл =200 Н

3) (φ1-φ2)=Е*d=100000 В/м * 20 см=2000 В

4) А= q (φ1-φ2)= 4 мКл*2000 В=8 Дж

6 месяцев назад

В кормозапарнике используемом на животноводческих фермах требуется

Смотрел в интернете в учебнике как решить формулы способы не могу ничего найти. Помогите пожалуйста решить (цифры например 5, 46 это номера заданий, задания не из учебника, преподаватель сам откуда то взял их) :

5.Медную деталь массой 100 г нужно нагреть от 25 до 525 С. Какое количество теплоты потребуется для этого?

46.Сколько тепла нужно забрать у цинкового цилиндра массой 0,8 кг, чтобы охладить его на 17 С?

68.Какое количество теплоты выделит 65 м воздуха при охлаждении от 22 до 18 С Удельная теплоёмкость воздуха 1010 Дж/(кг׺С) . Плотность воздуха 1,29 кг/м.

76.Мальчик вычислил, что при нагревании воды от 15 С до кипения потребовалось 178,5 кДж тепла. Какова масса нагреваемой воды?

96.Какова удельная теплоёмкость растительного масла, если для нагревания 1,5 кг его от 20 до 120 С потребовалось 255 кДж энергии?

101.Какое количество теплоты получила алюминиевая кастрюля массой 300 г и находящаяся в ней вода объёмом 2 л при нагревании от 15 С до кипения?

121.До какой температуры нагрелась во время работы стальная фреза массой 1 кг, если после погружения её в калориметр с водой, масса которой 1 кг, температура воды повысилась от 10 до 30 С Потери тепла не учитывать.

130.Какое количество теплоты выделится при полном сгорании пороха массой 25 г?

150.Какую массу каменного угля надо сжечь, чтобы получить 87 МДж энергии?

156.В кормозапарнике, используемом на животноводческих фермах, требуется, чтобы каждый час в топке выделялось 100 МДж энергии. Какую массу дров надо сжигать для этого?

Читайте также: Болезни цикламена и их лечение с фото

Для запаривания кормов используют смесители запарники кормов моделей СКО-Ф-3 одновальный, СКО-Ф-3 двухвальный, СКО-Ф-6 одновальный, смеситель запарник кормов С-7, смеситель запарник кормов с-12.

Смесители запарники кормов отличаются друг от друга конструкцией, объемом и производительность.Для смешивания кормов в сухом и влажном виде в сельхоз предприятиях используются одновальные и двухвальные кормозапарники СКО-Ф-3, кормозапарники СКО-Ф-6, кормозапарники С-7, кормозапарники С-12.

Номер в обозначении кормозапарника обозначает объем камеры.

В небольших хозяйствах используются смесители запарники кормов небольшого объема СКО-Ф-3 и СКО-Ф-6. Они используют пар небольшого давления до 0,07 мПа.

В больших фермерских хозяйствах используют более производительные смесители запарники корма С-7 и С-12. Эти кормозапарники используются для приготовления комбикорма влажностью 65-80%Для запаривания картофеля и концентратов в смеситель сначала заливают 60-70% воды от общего расчетного количества, включают подачу пара от воды, нагретой до 90 градусов. В нагретую воду загружают все компоненты, которые должны быть запарены.В процессе запаривания кормов смесители должны работать на смешивания, так как в время смешивания корм быстрее запаривается. Запаривание грубых кормов длится 1-2 часа, после этого нужно перекрыть на пароподачу и выдержать готовую кормосмесь в течении 40-60 минут дяя дозапаривания. После этого заливают холодную воду и добавляют другие компоненты для приготовления готового корма.

«>

Тема №5908 Задачи по физике для контрольных работ 8 класс 492019 (Часть 1)

Тема №5908

1. ТЕПЛОВЫЕ ЯВЛЕНИЯ
ЗАДАЧИ КОНТРОЛЬНОЙ РАБОТЫ № 1
ПО ТЕМЕ «ТЕПЛОПЕРЕДАЧА И РАБОТА»
Первый уровень
1. Какое количество теплоты потребуется для нагревания стального
бруска массой 0,5 кг от 10 до 40 °С?
2. Какое количество теплоты получила вода массой 200 г при
нагревании от 10 до 30 °С?
3. Какое количество теплоты необходимо для нагревания железного
утюга массой 2 кг от 20 до 320 °С?
4. Какое количество теплоты потребуется для нагревания на 10 «C
олова массой 500 г?
5. Какое количество теплоты потребуется для увеличения тем-
пературы латуни массой 0,2 т на 1 °С?
6. Кирпичная печь массой 1 т. остывает от 20 до 10 °С. Какое
количество теплоты при этом выделяется?
7. Чугунная болванка массой 32 кг остывает от 1115 до 15 °С. Какое

количество теплоты при этом выделяется?
8. Какое количество теплоты выделится при охлаждении 100 г
олова, взятого при температуре 82°С, на 50°С ?
9. Какое количество теплоты выделила вода массой 100 г при
остывании от 45 до 25 °С?
10. После обработки алюминиевой детали на станке температура ее
понизилась от 420 до 20 °С. На сколько при этом уменьшилась
внутренняя энергия детали, если ее масса 0,5 кг?
5
11. Какое количество теплоты отдаст кирпичная печь массой 0,35 т,
остывая с изменением температуры на 50 °С?
12. На сколько уменьшится внутренняя энергия латунной гири
массой 200 г., если ее охладить на 10 °С?
13. Для нагревания вещества массой 10 кг. на 10 °С потребовалось
420 кДж энергии. Какое вещество нагрели?
14. Нагретый камень массой 5 кг, охлаждаясь в воде на 1 °С,
передает ей количество теплоты 2,1 кДж. Чему равна удельная
теплоемкость камня?
15. Для нагревания 100 г металла от 20 до 40 °С потребовалось 260

Дж энергии. Что это за металл?
16. При охлаждении жидкости массой 210 кг от 25 до 15 °С
выделилось 4,41 МДж теплоты. Что это за жидкость?
17. Стальное сверло при работе получило 5 кДж энергии и
нагрелось от 15 до 115 °С. Какова масса этого сверла?
18. Мальчик вычислил, что при нагревании воды от 15 °С до
кипения внутренняя энергия ее увеличится на 178,5 кДж. Какова
масса нагреваемой воды?
19. Стальной молоток был нагрет для закалки до температуры 720
°С, затем быстро охлажден до температуры 10°С. При этом он
отдал окружающей среде 298,2 кДж энергии. Найти массу молотка.
20. Кирпичная печь, остыв на 50 °С, отдала комнате 15400 кДж
энергии. Какова масса этой печи?
21. Какую массу воды можно нагреть от 15 до 45 °С, затратив для
этого 1260 кДж энергии?
22. Какое количество воды можно нагреть от 10 до 60 °С, затратив
для этого 210 кДж энергии?
6
23. На сколько нужно повысить температуру куска свинца массой
100 г., чтобы внутренняя энергия его увеличилась на 280 Дж?
24. При охлаждении куска олова массой 20 г. внутренняя энергия
его уменьшилась на 1 кДж. На сколько изменилась температура
олова?
25. На сколько градусов нагреется цинковая деталь массой 40 г,
если ей сообщить 760 Дж энергии?
26. Какое количество теплоты выделяется при полном сгорании 2,5
кг природного газа?
27. Какое количество теплоты выделяется при полном сгорании
бензина массой 5 кг?
28. Какое количество теплоты выделяется при полном сгорании 1,5
т каменного угля?
29. Сколько энергии выделится при полном сгорании древесного
угля массой 15 кг?
30. Какое количество теплоты выделится при полном сгорании
пороха массой 25 г?
31. Какое количество теплоты выделится при полном сгорании 50
кг сухих березовых дров?
32. Двигатель мопеда на пути 10 км расходует бензин массой 100 г.
Какое количество теплоты выделяется при полном сгорании
бензина?
33. Какое количество теплоты выделяется при полном сгорании 1,3
кг антрацита?
34. Сколько надо сжечь каменного угля, чтобы при этом
выделилось 270 МДж теплоты?
35. Сколько надо сжечь дизельного топлива, чтобы при этом
выделилось 427 МДж теплоты?
7
36. Какую массу торфа надо сжечь для обогревания комнаты, если
при сгорании топлива в печи должно выделяться не менее 224 МДж
энергии?
37. Какую массу бензина надо сжечь, чтобы получить 230 МДж
энергии?
38. Сколько керосина сожгли, если при этом выделилось 55,2 МДж
энергии?
39. Чему равна масса сосновых дров, если при полном их сгорании
получено 127,4 МДж теплоты?
40. Сколько древесного угля использовали для получения тепла,
если получено было 1,27 МДж теплоты?
41. На сколько уменьшилось количество спирта в спиртовке, если
при его горении выделилось количество теплоты 243 кДж?
42. При полном сгорании кокса массой 10 кг выделяется 29 МДж
энергии. Чему равна удельная теплота сгорания кокса?
43. При полном сгорании 3 кг топлива выделилось 11,4 МДж энер-
гии. Какое топливо сожгли?
44. При полном сгорании 2 кг жидкости выделилось 92 МДж
энергии. Какую жидкость сожгли?
45. При полном сжигании жидкого топлива массой 15 г получено
405 кДж энергии. Какую жидкость использовали как топливо?
46. При полном сгорании 0,5 кг топлива выделилось 7 МДж
энергии. Найти удельную теплоту сгорания этого топлива.
47. При сжигании газа выделилось 132 МДж энергии. Чему равна
удельная теплота сгорания газа, если его масса равна Зкг?

8
48. При сжигании 300 г каменного угля выделяется 9 МДж тепла.
Найти его удельную теплоту сгорания.
49. Найти удельную теплоту сгорания сосновых дров, если при
сжигании 3 кг этих дров выделилось 39 МДж энергии.
50. Для обращения воды в пар при температуре кипения
необходимо количество теплоты 65 МДж. Хватит ли для этого 6 кг
сухих березовых дров?
Второй уровень
51. Какое количество теплоты потребуется для нагревания на 15°С
воды объемом 0,5 л?
52. Какое количество теплоты получает при нагревании серебро
объемом 2 см3 от 10 до 60 «С?
53. Какое количество теплоты необходимо для нагревания стали
объемом 0,5 м3 от 10 до 110 °С?
54. Какое количество теплоты получил нагретый от 10 до 20 °С
воздух комнаты, объем которой 60 м3?
55. Какое количество теплоты отдаст стакан кипятка, объемом 250
мл, остывая до температуры 15 °С?
56. Какое количество теплоты отдаст кирпичная печь, сложенная из
500 кирпичей, при остывании от 70 до 20 °С? Масса одного кирпи-
ча равна 4 кг.
57. В порожнем закрытом металлическом баке вместимостью 60 м3
под действием солнечного излучения воздух нагрелся от 5 до 25 °С.
Как и на сколько изменилась внутренняя энергия воздуха в баке?
58. При изменении температуры куска металла массой 0,08 кг от 20
до 30 °С внутренняя энергия его увеличилась на 320 Дж. Что это за
металл? Найти его объем.
9
59. Найти объем металлического бруска массой 351 г, если при
изменении его температуры от 20 до 24 °С его внутренняя энергия
увеличивается на 1326,78 Дж.
60. Как уменьшилась температура кипятка в питьевом баке
объемом 27 л, если он отдал окружающей среде 1500 кДж теп-
лоты?
61. На сколько изменится температура воды в стакане, если ей
сообщить количество теплоты, равное 109 Дж? Вместимость
стакана принять равной 200 см3?
62. При охлаждении куска олова массой 100 г до температуры
32 °С выделилось 5 кДж энергии. Найти температуру олова до
охлаждения.
63. При охлаждении медного паяльника до 20 °С выделилось 30,4
кДж энергии. До какой температуры был нагрет паяльник, если его
масса 200 г?
64. До какой температуры остынут 5 л кипятка, взятого при
температуре 100 °С, отдав в окружающее пространство 1680 кДж
энергии?
65. Термос объемом 3 л заполнили кипятком. Через 20 часов
температура воды в нем понизилась до 80 °С. На сколько изме-
нилась внутренняя энергия воды?
66. Сколько теплоты выделится при полном сгорании сухих
березовых дров объемом 5 м³?
67. Сколько теплоты выделится при полном сгорании нефти
объемом 250 л?
68. В каком случае выделится большее количество теплоты: при
полном сгорании древесного угля массой 3 кг или при полном
сгорании сухих дров массой 9 кг?
69. На сколько больше теплоты выделится при полном сгорании
бензина массой 1,5 кг, чем при сгорании сухих березовых дров той
же массы?
10
70. Во сколько раз больше выделится теплоты при полном сгорании
водорода массой 2 кг, чем при полном сгорании сухих березовых
дров той же массы?
71. В печи сгорели сухие сосновые дрова объемом 0,02 м3 и торф
массой 2 кг. Сколько теплоты выделилось в печи?
72. Смешали бензин объемом 1,5 л и спирт объемом 0,5 л. Какое
количество теплоты выделится при полном сгорании этого топ-
лива?
73. К зиме заготовили сухие березовые дрова объемом 3 м3 и
каменный уголь массой 1,5 т. Сколько теплоты выделится в печи
при полном сгорании в ней заготовленного топлива?
74. Сколько каменного угля нужно сжечь, чтобы получить столько
же энергии, сколько ее выделяется при полном сгорании бензина
объемом 6 м3?
75. Какую массу каменного угля нужно сжечь, чтобы получить
такое же количество теплоты .которое выделяется при сгорании
керосина массой 20 т?
Третий уровень
76. Какое количество теплоты получила вода при нагревании от 15
до 25 °С в бассейне, длина которого 100 м, ширина 6 м и глубина
20 дм?
77. Какое количество теплоты потребуется для того, чтобы в
латунной бочке массой 12 кг нагреть воду объемом 9,5 л от
температуры 20 до 100″
78. Алюминиевая фляга массой 12 кг вмещает 36 л молока. Какое
количество теплоты потребуется для нагревания молока во фляге от
0 до 60 °С ?
10
11
79. В железный душевой бак, масса которого 65 кг, налили хо-
лодной воды из колодца, объемом 200 л. В результате нагревания
солнечным излучением температура воды повысилась от 4 до 29
°С. Какое количество теплоты получили бак и вода?
80. Какое количество теплоты получили алюминиевая кастрюля
массой 200 г и находящаяся в ней вода объемом 1,5 л при наг-
ревании от 20 °С до кипения?
81. На сколько изменится температура куска меди массой 500 г,
если ему сообщить такое же количество теплоты, которое пойдет на
нагревание воды массой 200 г от 10 до 60 °С?
82. До какой температуры нагрелась во время работы стальная
фреза массой 1 кг, если после погружения ее в сосуд с водой, масса
которой 1 кг, температура воды повысилась от 10 до 30 °С?
83. Двигатель мощностью 75 Вт в течение 5 мин вращает лопасти
винта внутри калориметра, в котором находится вода объемом 5 л.
Вследствие трения о воду лопастей винта вода нагрелась. Считая,
что вся энергия пошла на нагревание воды, определить, как изме-
нилась ее температура?
84. При работе машины внутренняя энергия одной из алюминиевых
деталей массой 2 кг повысилась на столько, на сколько
увеличивается внутренняя энергия воды массой 800 г. при
нагревании ее от 0 до 100°С. На сколько повысилась температура
детали?
85. Как изменится температура воды массой 3 кг, если вся теплота,
выделившаяся при полном сгорании спирта объемом 12,5 мм3,
пошла на ее нагревание?
86. На сколько изменится температура воды объемом 100 л, если
считать, что вся теплота, выделяемая при сжигании древесного угля
массой 0,5 кг, пойдет на нагревание воды?
12
87. На сколько изменится температура воды, масса которой 22 кг,
если ей передать всю энергию, выделившуюся при полном
сгорании 10 г природного газа?
88. В ванну налили 40 л холодной воды температурой 6 °С. Затем
долили горячую воду температурой 96 °С. Температура воды после
этого стала равной 36 °С. Найти массу долитой воды. Нагреванием
ванны и окружающей среды пренебречь.
89. Мальчик налил в ведро 3 л воды, температура которой равна 10
°С. Сколько кипятка нужно долить в ведро, чтобы температура
воды в нем стала равной 50 °С?
90. В воду объемом 1 л опустили кусок олова, нагретый до темпе-
ратуры 188 °С. Температура воды при этом увеличилась от 10 до 20
°С. Чему равна масса куска олова?
91. В кувшин с водой, масса которой 100 г, а температура 20 °С,
влили воду при температуре 100 °С, после чего температура воды в
кувшине стала равной 75 °С. Определить массу горячей воды.
Потери энергии на нагревание кувшина не учитывать.
92. Сколько воды, взятой при температуре 10 «С, можно нагреть до
50 °С, сжигая керосин массой 15 г, считая, что вся выделяемая при
горении керосина энергии идет на нагревание воды?
93. Сколько спирта надо сжечь, чтобы изменить температуру воды
объемом 2 дм3 от 14 до 50 °С, если вся теплота, выделенная
спиртом, пойдет на нагревание воды?
94. Когда в бак с водой добавили еще 3 л воды при 100 °С и
перемешали всю воду, то температура воды в баке стала равна
35°С. Найти начальный объем воды в баке.
95. В сосуд с водой, масса которой 150 г, а температура 16 °С,
добавили воду массой 50 г при температуре 80 °С. Определить
температуру смеси.
13
96. В кастрюле с холодной водой, масса которой 3 кг, а температура
10 °С, влили 2 кг кипятку. Какая установится температура воды?
Нагреванием сосуда пренебречь.
97. На нагревание кирпича массой 4 кг на 63 °С затрачено такое же
количество теплоты, как и для нагревания воды той же массы на
13,2 °С. Определить удельную теплоемкость кирпича.
98. Металлическое тело массой 30 г нагрели в кипящей воде. После
этого его перенесли в воду, масса которой 73,5 г и температура 20
°С, налитую в калориметр. Вода от этого нагрелась до 23 °С. Из
какого металла сделано тело?
99. В стакан, содержащий 230 г кипятка, опустили ложку массой
150 т, имеющую температуру 20 °С. Температура воды понизилась
от этого до 97°С. Верно ли, что эта ложка алюминиевая?
100. Твердое тело массой 80 г опустили в кипяток. Затем его
перенесли в калориметр, куда была налита вода массой 166,5 г при
температуре 20 °С. Температура воды повысилась до 24°С. Найти
удельную теплоемкость твердого тела.
14
ЗАДАЧИ КОНТРОЛЬНОЙ РАБОТЫ № 2
ПО ТЕМЕ
«ИЗМЕНЕНИЕ АГРЕГАТНЫХ СОСТОЯНИЙ ВЕЩЕСТВА»
Первый уровень
1. Слиток цинка массой 2,5 кг, нагретый до температуры 420 °С,
переведен при этой же температуре в жидкое состояние. Какое
количество энергии потребовалось для этого?
2. Какое количество теплоты потребуется для обращения в воду
льда массой 2 кг, взятого при температуре 0 °С?
3. Какое количество теплоты нужно затратить, чтобы расплавить
кусок свинца массой 100 г, взятый при температуре плавления?
4. Какая энергия требуется для плавления железа массой 5 кг при
температуре плавления?
5. Какая энергия требуется для плавления олова массой 4 кг при
температуре плавления?
6. Какое количество теплоты выделится при превращении 12 л
воды в лед при 0 °С?
7. Какое количество теплоты выделится при замерзании ртути
массой 1,5 кг, взятой при температуре -39 °С?
8. Температура воды 0 °С, ее масса 2 кг. Какое количество теплоты
выделяет вода при кристаллизации?
9. На сколько уменьшится внутренняя энергия при кристаллизации
бруска из олова массой 0,2 т, охлажденного до температуры
кристаллизации?
10. Какая энергия выделится при кристаллизации свинца массой 8
кг?
15
11. Сколько спирта потребуется, чтобы расплавить 150 г свинца,
взятого при температуре плавления?
12. Сколько керосина потребуется, чтобы расплавить 4,6 кг олова,
взятого при температуре плавления?
13. Сколько сухих березовых дров необходимо, чтобы расплавить 8
кг алюминиевого бруска, взятого при температуре плавления?
14. В нагревателе сожгли 400 г керосина. Сколько льда, взятого при
0 °С можно расплавить?
15. В газовой горелке сожгли 15 г природного газа. Сколько наф-
талина, взятого при температуре 80 °С можно расплавить?
16. Чтобы расплавить 10 кг железа при его температуре плавления
потратили 90 г топлива. Что это за топливо?
17. Для плавления 4 кг платины при ее температуре плавления
потрачено 10 г топлива. Найти удельную теплоту сгорания этого
топлива.
18. Для плавления вещества при его температуре плавления было
израсходовано 600 кДж теплоты. Масса вещества 4 кг. Что это за
вещество?
19. Для плавления куска металла массой 300 г при его температуре
плавления потратили 81 кДж энергии. Что это за металл?
20. Для плавления бруска меди массой 1,1 кг при его температуре
плавления было израсходовано 231 кДж теплоты. Найти удельную
теплоту плавления меди.
21. При кристаллизации свинцового тела при 327 °С выделилось
6250 Дж энергии. Найти удельную теплоту плавления свинца.
22. При отвердевании 2,5 кг воды при 0 °С выделилось количество
теплоты 850 кДж. Чему равна удельная теплота плавления льда?
16
23. При кристаллизации цинка массой 200 г при 420 °С его внут-
ренняя энергия уменьшилась на 24 кДж. Найти удельную теплоту
плавления цинка.
24. При плавлении тела из алюминия при его температуре плав-
ления было израсходовано 78 кДж энергии. Найти массу этого тела.
25. Найти массу золотого кольца, если при его кристаллизации (при
температуре кристаллизации) выделилось количество теплоты 201
Дж.
26. Какое количество теплоты необходимо для превращения в пар
воды массой 200 г, взятой при температуре кипения?
27. При сушке фруктов 0,8 кг влаги обращено в пар. Вычислить
количество теплоты, пошедшее на сушку фруктов.
28. Какая энергия потребуется для превращения эфира массой 200 г
при температуре 35 °С в пар при той же температуре?
29. Какая энергия требуется для превращения в пар спирта массой 5
кг при температуре 78 °С?
30. Какое количество теплоты необходимо для превращения 5 л
воды, взятой при температуре кипения, в пар?
31. Из чайника выкипела вода объемом 0,5 л, начальная темпе-
ратура которой была равна 10 °С. Какое количество теплоты оказа-
лось излишне затраченным?
32. Какое количество теплоты выделяется в результате
конденсации 1,5 кг водяного пара при 100 °С?
33. Какое количество теплоты выделится при конденсации 100 г
ртути при 357 °С?
34. На сколько уменьшится внутренняя энергия при конденсации 1
т спирта при его температуре кипения?
17
35. Сколько энергии образуется при конденсации 500 г эфира при
его температуре кипения?
36. При конденсации 2,5 кг пара выделилось 5,75 МДж энергии.
Найти удельную теплоту парообразования вещества.
37. При конденсации вещества массой 100 г при его температуре
кипения выделилось количество теплоты 30 кДж. Какое вещество
сконденсировалось?
38. При конденсации 250 г пара выделилось 100 кДж теплоты при
его температуре кипения. Что за жидкость получили?
39. Для превращения 10 г спирта в пар при температуре кипения
израсходовали 9 кДж энергии. Найти удельную теплоту парооб-
разования спирта.
40. При полном сгорании топлива выделилось количество теплоты
4,5 МДж. Хватит ли ее для превращения в пар при температуре
кипения 15 кг эфира?
41. Сколько воды, взятой при температуре 100 °С превратили в пар,
если при этом было затрачено 460 кДж энергии?
42. Сколько спирта, взятого при температуре 78 °С превратили в
пар, если при этом было затрачено 1,8 кДж энергии?
43. Сколько эфира, взятого при температуре кипения, обратили в
пар, если при этом израсходовали 1200 Дж энергии?
44. Сколько ртути сконденсировалось при температуре кипения,
если при этом выделилось 15000 Дж энергии?
45. Для технических нужд нужно получить 210 кг спирта. При
конденсации спирта при его температуре кипения выделилось 18
МДж энергии. Хватит ли полученного спирта?
46. При конденсации стоградусного водяного пара внутренняя
энергия его уменьшилась на 26220 кДж. Чему равна масса образо-
вавшейся воды?
18
47. Найти объем испарившейся воды, налитой в кофейник, если при
кипении израсходовано 115 кДж энергии.
48. Для обращения в пар спирта при 78 °С необходимо 1800 Дж
энергии. Найти объем взятой жидкости
49. Определить объем испарившегося эфира, взятого при темпе-
ратуре кипения, если для этого использовали 3200 Дж энергии.
50. Сколько литров дистиллированной воды получено, если вода в
дистиллятор поступила при 100°С и при этом отдала энергию 11,5
МДж?
Второй уровень
51. Какое количество теплоты необходимо для плавления куска
олова массой 100 г, взятого при температуре 32 °С?
52. Сколько энергии приобретет при плавлении кусок свинца
массой 0,5 кг, взятый при температуре 27 °С?
53. Сколько энергии приобретет при плавлении брусок из пинка
массой 250 г, взятый при температуре 10 °С?
54. На сколько увеличилась внутренняя энергия расплавленного
железного лома массой 2 т начальная температура которого была
равна 39°С?
55. Какое количество теплоты потребуется, чтобы расплавить кусок
меди массой 10 кг, если ее начальная температура 35 °С?
56. Какое количество теплоты поглощает при плавлении лед массой
5 кг, если начальная температура льда -10 °С?
57. Масса серебра 10 г. Сколько энергии выделится при его крис-
таллизации и охлаждении до 62 °С, если серебро взято при темпе-
ратуре плавления?
19
58. Какое количество теплоты выделится при отвердевании воды
массой 3 кг, взятой при температуре 20 °
С?
59. Сколько энергии выделится при кристаллизации
и охлаждении
от температуры плавления до 10 °
С алюминиевой пластинки раз-
мером 2
х 5
х 10 см?
60. Расплавленное олово массой 1 кг отвердевает
и остывает до
температуры 22 °
С. Какое количество теплоты выделяется при
этом?
61. Свинцовая деталь массой 100 г отвердевает
и охлаждается до
температуры 27 °
С. Какое количество теплоты передает деталь
окружающим телам?
62. На нагревание
и плавление меди израсходовано 1233,2 кДж
теплоты. Определить массу меди, если ее начальная температура
15 °
С?
63. На нагревание
и плавление куска платины массой 20 г израс-
ходовали 7100 Дж теплоты. Начальная температура платины 22°
С.
Найти удельную теплоту плавления платины.
64. Какое количество каменного угля потребуется, чтобы 10 кг
льда, взятого при температуре -5 °
С превратить
в воду с темпе-
ратурой 0°
С?
65.
В нагревателе сожгли 400 г керосина. Сколько льда, взятого при
-10 °
С, можно превратить
в воду с температурой 0 °
С?
66. Сколько воды, взятой при 80 °
С, потребуется, чтобы довести до
температуры 50 °
С массу 5 кг льда, взятого при 0 °
С?
67. Какое количество теплоты нужно затратить, чтобы воду массой
2 кг, взятую при температуре 20 °
С, превратить
в пар температурой
100 °
С?
68. Какое количество теплоты необходимо сообщить спирту массой
10 г, взятому при температуре 18°
С, для того, чтобы нагреть ее до
температуры кипения
и испарить?
20
69. Сколько энергии израсходовано на нагревание воды массой 0,75
кг от 20 до 100 °
С
и последующее образование пара массой 250 г?
70. Какое количество теплоты необходимо для обращения
в пар
эфира массой 5 кг, взятого при температуре 15 °
С?
71. Какое количество теплоты выделяется при конденсации водя-
ного пара массой 10 кг при температуре 100 °
С
и охлаждении об-
разовавшейся воды до 20 °
С?
72. Какое количество теплоты выделяется при конденсации водя-
ного пара массой 10 кг при температуре 100 °
С
и охлаждении
образовавшейся воды до 20 °
С?
73.
В радиаторе парового отопления за 4
ч сконденсировалось 8 кг
водяного пара при температуре 100 °
С, и вода вышла из радиатора
при температуре 80 °
С. Какое количество теплоты радиатор пере-
давал ежеминутно окружающей среде?
74. Сколько льда, взятого при 0°
С, расплавится, если ему сообщить
такое количество те плоты, которое выделится при конденсации
стоградусного водяного пара, масса которого равна 8 кг
и
охлаждении полученной воды до 90°
С?
75. На нагревание
и последующее парообразование спирта израс-
ходовано 105 кДж энергии. Определить массу спирта, если его на-
чальная температура 18 °
С?
Третий уровень
76. Какое количество теплоты необходимо, чтобы расплавить лед
массой 2 кг, взятый при температуре — 10°
С, полученную воду
нагреть до кипения
и 0,5 кг ее испарить?
77.
В плавильном горне за одну плавку получено 100 кг алюминия с
температурой 670 °
С. Какие состояния прошел металл, если его
начальная температура была 60 °
С? На сколько при этом увели-
чилась внутренняя энергия металла?
21
78. Какое количество теплоты потребуется, чтобы 5 кг льда, взятого
при -20°С превратить в пар при 100 °С в медной емкости массой
2 кг?
79. Какое количество теплоты необходимо, чтобы 100 г олова,
взятого при температуре 32 °С превратить в жидкость при темпера-
туре плавления в медной емкости массой 200 г?
80. Какое количество теплоты необходимо для получения воды с
температурой 15 °С из льда массой 10 кг, взятого при -20°С? По-
терями тепла пренебречь.
81. Какая энергия выделится при превращении 10 кг стоградусного
пара в лед с температурой -5°С?
82. На сколько изменится внутренняя энергия стального изделия
массой 10 кг после заливки металла в форму? Начальная темпе-
ратура сплава 1600 °С. Отливка остывает до температуры 20°С.
83. Свинцовая деталь массой 200 г охлаждается от 427 °С до
температуры плавления, отвердевает и охлаждается до 27 °С. Какое
количество теплоты передаст деталь окружающим телам?
84. На нагревание цинка массой 210 г от температуры 20 °С до
температуры плавления и на превращение его в жидкое состояние
израсходован бензин массой 10,5 г. Какое количество подведенной
теплоты рассеялось?
85. В нагревателе сожгли 400 г керосина. Сколько льда, взятого при
-10 °С, можно превратить в воду с температурой 20 °С?
86. Железная заготовка, охлаждаясь от температуры 1000 до 0 °С,
растопила лед массой 3 кг, взятый при температуре -10 °С. Какова
масса заготовки, если вся энергия, выделенная ею, пошла на плав-
ление льда?
87. Сколько воды, взятой при 50 °С необходимо для превращения в
воду 10 кг льда, взятого при -10°С, в алюминиевой емкости массой
5 кг?
22
88. Сколько воды, взятой при 80 «С необходимо, чтобы довести до
температуры 50 °С массу 4 кг льда, взятого при -5 °С?
89. Сколько водяного пара, взятого при 100 °С необходимо, чтобы
довести до температуры кипения 5 кг льда, взятого при -10 «С?
90. Сколько водяного пара, взятого при 100 °С необходимо, чтобы
довести до температуры кипения 2 кг льда, взятого при 0 °С, в
медной емкости массой 200 г?
91. Какую массу стоградусного пара необходимо иметь, чтобы из
10 кг льда, взятого при 0 °С, получить воду при 40 °С?
92. Сколько стоградусного водяного пара надо ввести в латунный
калориметр массой 100 г, в котором находится 150 г снега при
температуре -20 °С, для того, чтобы весь снег растаял?
93. Какое количество чугуна, взятого при 0 °С, можно превратить в
жидкость при его температуре плавления в стальной емкости
массой 10 кг при полном сгорании 50 кг нефти? Потерями энергии
пренебречь.
94. Какое количество каменного угля потребуется, чтобы 10 кг
льда, взятого при -2 °С превратить в воду с температурой 20 °С?
95. Какое количество природного газа необходимо, чтобы распла-
вить 10 кг льда, взятого при -10°С и превратить полученную воду в
пар при 100 °С?
96. Сколько спирта необходимо, чтобы 200 г свинца, взятого при
температуре 27 °С превратить в жидкость при температуре
плавления в стальной емкости массой 100 г?
97. Сколько нефти надо сжечь в котельной установке с КПД =
60%, чтобы 4,4 т воды, поступающей из водопровода при 7 °С,
нагреть до 100 °С и 10% всей воды превратить при 100 °С в пар?
23
98. Чтобы превратить в пар с температурой 100 °С, 10 кг льда,
взятого при -5 °С в стальной емкости массой 4 кг, израсходовали
энергию, выделяемую при полном сгорании топлива, массой 672 г.
Потерями энергии пренебречь. Что за топливо сожгли?
99. Чему равен КПД плавильной печи, в которой на плавление 1 кг
меди, взятой при 85 °С, расходуется 30 г каменного угля?
100. Потребляя 150 т каменного угля, тепловая электростанция
вырабатывает в котлах 950 т пара при температуре 560 °С.
Определите КПД парового котла.
24
2. ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ЯВЛЕНИЯ
ЗАДАЧИ КОНТРОЛЬНОЙ РАБОТЫ № 3
ПО ТЕМЕ
«СИЛА ТОКА, НАПРЯЖЕНИЕ И СОПРОТИВЛЕНИЕ»
Первый уровень
1. Определите количество электронов, проходящих через попе-
речное сечение спирали электроплитки, если через спираль про-
ходит электрический заряд 320 Кл.
2. Найти силу тока в цепи, если в ней за 1,5 мин протекает элек-
трический заряд 180 Кл.
3. Определить силу тока в электроплитке, если через нее за 5 мин
проходит электрический заряд 300 Кл.
4. Какое количество электричества пройдет через обмотки электро-
двигателя за 3 мин, если сила тока в них 4 А?
5. Какой электрический заряд протекает через катушку гальва-
нометра, включенного в цепь на 2 мин, если сила тока в цепи 12
мА?
6. Какое количество электричества протекает через катушку,
включенную в цепь на 1,5 мин, если сила тока в цепи 18 мкА?
7. За какое время через спираль электролампы протекает электри-
ческий заряд 150 Кл, если сила тока в ней 0,5 А?
8. Сколько электронов проходит через поперечное сечение нити
лампочки за 2,5 мин при силе тока 0,6 А?
9. Какое количество электронов проходит через поперечное сече-
ние спирали электроутюга, если в течение 3 мин 20 с через нее
протекает ток с силой 5 А?
25
10. Какое количество электронов пройдет через поперечное сечение
медного провода за 1 мин, если сила тока равна 10 А?
11. При напряжении на резисторе, равном 55 В, сила тока в нем
равна 2 А. Какое напряжение нужно подать на резистор, чтобы сила
тока в нем стала равной 8 А?
12. При напряжении 0,2 В на концах проводника сила тока в цепи
равна 40 мА. Какая сила тока будет в цепи, если напряжение
увеличить до 0,3 В?
13. При напряжении 110 В, подведенном к резистору, сила тока в
нем равна 5 А. Какова будет сила тока в резисторе, если напря-
жение на нем увеличить на 10 В?
14. Найти силу тока в лампочке сопротивлением 240 Ом, если
напряжение на ней 120 В.
15. Найти силу тока в спирали электропаяльника, если он включен
в сеть напряжением 220 В, а ее сопротивление 440 Ом.
16. На концы провода подано напряжение 17 В. Найти силу тока,
если сопротивление провода 8,5 Ом.
17. Обмотка вольтметра имеет сопротивление 50 кОм. Вычислить
силу тока в ней при напряжении 250 В.
18. Электролампа, рассчитанная на напряжение 127 В, имеет соп-
ротивление 254 Ом. Найти силу тока в лампе.
19. Какое нужно приложить напряжение к проводнику сопротив-
лением 0,25 Ом, чтобы в проводнике была сила тока 30 А?
20. Определить напряжение на концах проводника сопротивлением
20 Ом, если сила тока в проводнике 0,3 А.
21. Определить напряжение на участке телеграфной линии длиной
900 м, если сопротивление этого участка 6 Ом, а сила тока, пита-
ющего цепь равна 0,007 А.
26
22. Найти напряжение на концах нагревательного элемента элек-
трочайника, если его сопротивление 44 Ом, а сила тока 5 А.
23. При каком напряжении в сети будет гореть полным накалом
электролампа, если необходимая для этого сила тока равна 0,25 А, а
сопротивление лампы равно 480 Ом.
24. Определить сопротивление электролампы, сила тока в которой
0,5 А при напряжении 120 В.
25. При напряжении 1,2 кВ сила тока в цепи одной из секций
телевизора равна 50 мА. Найти сопротивление цепи этой секции.
26. При напряжении 220 В сила тока в спирали плитки равна 5 А.
Определить сопротивление спирали.
27. Определить сопротивление проводника, если при напряжении
на его концах 10 В сила тока 0,5 А.
28. Найти сопротивление спирали электролампы, у которой на
цоколе написано «6,3 В, 0,22 А».
29. Сила тока в спирали электрокипятильника 4 А. Найти сопро-
тивление спирали, если напряжение на клеммах кипятильника
220 В.
30. Найти сопротивление обмотки амперметра, у которой сила тока
равна 30 А при напряжении на зажимах 0,05 В.
31. Медная антенна имеет длину 50 м и площадь поперечного
сечения 100 мм2. Найти ее сопротивление.
32. Каким сопротивлением обладает нихромовый проводник
длиной 5 м и площадью поперечного сечения 0,75 мм2?
33. Чему равно сопротивление константановой проволоки длиной
8 м и площадью поперечного сечения 2 мм2?
27
34. Найти сопротивление стального провода телефонной линии
длиной 780 км и площадью поперечного сечения 200 мм2.
35. Вычислить сопротивление алюминиевого кабеля длиной 10 км и
площадью поперечного сечения 2 см2.
36. Найти длину нихромовой проволоки, необходимой для изго-
товления спирали электроплитки, если площадь поперечного
сечения проволоки 0,3 мм2, а сопротивление спирали 22 Ом.
37. Найти длину никелинового провода площадью поперечного
сечения 0,1 мм2, необходимого для изготовления катушки с
сопротивлением 180 Ом.
38. Какой длины надо взять медную проволоку площадью попе-
речного сечения 0,5 мм2 , чтобы сопротивление ее было равно 34
Ом?
39. Как изготовить резистор сопротивлением 8,6 Ом из констан-
тановой проволоки сечением 0,2 мм2?
40. Сопротивление изолированной нейзильберовой проволоки,
намотанной на катушку, 100 Ом. Сколько метров проволоки пло-
щадью поперечного сечения 0,35 мм2 намотано на катушку?
41. Обмотка реостата, изготовленная из никелиновой проволоки,
имеет сопротивление 36 Ом. Какой длины эта проволока, если
площадь ее поперечного сечения равна 0,2 мм2?
42. Какой длины медная проволока намотана на катушку электро-
звонка, если сопротивление ее равна 0,68 Ом, а площадь попе-
речного сечения 0,35 мм2?
43. Какого сечения нужно взять константановую проволоку длиной
10 м, чтобы она имела сопротивление 50 Ом?
44. Нить накаливания электролампы изготовлена из вольфрама. Ее
длина 100 мм, а сопротивление в холодном состоянии 55 Ом.
Вычислить площадь поперечного сечения нити.
28
45. Какой площади поперечного сечения нужно взять железную
проволоку длиной 10 м, чтобы она имела сопротивление 2 Ом?
46. Какой площади поперечного сечения нужно взять стальную
проволоку длиной 100 м, чтобы она имела сопротивление 150 Ом?
47. Металлическая проволока длиной 2 м и сечением 0,5 мм2 имеет
сопротивление 0,6 Ом. Что это за металл?
48. Проводник длиной 1 м и сечением 0,2 мм2 имеет сопротивление
2,5 Ом. Каково название сплава металлов, из которого изготовлен
проводник?
49. Проводник длиной 20 м и сечением 0,2 мм2 имеет сопротив-
ление 10 Ом. Из какого материала изготовлена проволока?
50. Моток металлической проволоки сечением 0,02 мм2 и длиной
40 м имеет сопротивление 34 Ом. Что это за металл?
Второй уровень
51. Найти силу тока в спирали электроплитки, если через сечение
спирали прошло 1024 электронов за 8 мин 20 с.
52. Какой электрический заряд пройдет через сечение провода за 10
мин, если на концы провода сопротивлением 40 Ом подано нап-
ряжение 80 В?
53. Какой электрический заряд пройдет через обмотки электро-
двигателя за 1,5 мин, если напряжение на его клеммах 220 В и
сопротивление обмоток 55 Ом?
54. Напряжение на концах спирали 220 В, ее сопротивление 44 Ом,
время пропускания тока 5 мин. Сколько электронов пройдет через
сечение спирали?
55. Сколько электронов пройдет через сечение медного провода за
1 мин, если сопротивление провода 10 Ом, а напряжение на его
концах 5 В?
29
56. Найти напряжение на концах нагревательного элемента элек-
трочайника, если его сопротивление 44 Ом и за 1 мин через сечение
элемента прошел электрический заряд 300 Кл.
57. Через сечение провода за 3 мин прошел электрический заряд
360 Кл. Найти напряжение на его концах, если сопротивление
провода 5 Ом.
58. Найти сопротивление провода, если при напряжении на его
концах 12 В по нему за 1,5 мин прошел электрический заряд 180
Кл.
59. Найти сопротивление провода, если при напряжении на его
концах 10 В через его поперечное сечение в течение 10 с проходит
электрический заряд 5 Кл.
60. Найти силу тока в спирали электроплитки, если напряжение в
сети 220 В. Ее нагревательный элемент сделан их нихромовой
проволоки длиной 10 м и сечением 0,5 мм2.
61. Электропечь включена в сеть с напряжением 120 В. Какой силы
ток проходит по никелиновой спирали длиной 5м и сечением 0,1
мм
2
в момент включения печи?
62. Найти силу тока, проходящего через реостат, изготовленного из
никелиновой проволоки длиной 50 м и сечением 1 мм2, если
напряжение на зажимах реостата 45 В.
63. Найти силу тока, проходящего по медному проводу длиной 100
м и сечением 0,5 мм2 при напряжении 6,8 В.
64. На концы медного провода длиной 1 км и сечением 1 мм²
подано напряжение 17 В. Определить силу тока в нем.
65. Найти напряжение на концах стального проводника длиной 140
см и сечением 0,2 мм2, в котором сила тока 250 мА.
30
66. Реостат изготовлен из константановой проволоки длиной 20 м и
сечением 0,5 мм2. Найти напряжение на реостате, если сила тока
2,4 А.
67. Через проволоку длиной 2 м и сечением 0,5 мм2 проходит ток
силой 2 А, если на ее концах напряжение 10,4 В. Из какого ма-
териала изготовлена проволока?
68. Спираль изготовлена из вещества длиной 5 м и сечением
0,5 мм2. При напряжении на ее концах 22 В, сила тока равна 2 А.
Что это за вещество?
69. Камнедробилка находится от подстанции на расстоянии 0,8 км.
Определить сечение подводящих медных проводов, если при силе
тока 40 А напряжение на проводах 20 В.
70. Никелиновая проволока длиной 120 Ом включена в цепь с нап-
ряжением 127 В. Определить сечение проволоки, если по про-
воднику течет ток силой 1,3 А.
71. За какое время через сечение спирали нагревательного элемента
при силе тока 400 А проходит 1023 электронов?
72. Через сечение проводника прошло 1020 электронов при силе
тока 0,4 А. Найти время прохождения электронов.
73. За какое время через сечение проводника сопротивлением
5,5 Ом проходит электрический заряд 900 Кл, если напряжение на
его концах 16,5 В?
74. Сколько метров фехралевой проволоки сечением 0,065 мм2
нужно взять для изготовления спирали, чтобы при напряжении
220 В через нее шел ток силой 5 А?
75. Манганиновая проволока сечением 0,8 мм2 включена в цепь
аккумулятора. Напряжение на полюсах аккумулятора 1,3 В, сила
тока в цепи 0,3 А. Какова длина проволоки?
31
Третий уровень
76. Определите количество электричества, прошедшее за 1 мин.
через поперечное сечение площадью 2 мм2 стального провода
массой 0,2 кг при напряжении 20
В.
77. Определите массу медного провода длиной 1 км, если при силе
тока 2
А напряжение на его концах 2
В.
78. Определите площадь поперечного сечения алюминиевого
провода массой 54 г, если при напряжении 0,2
В по нему идет ток
силой 2
А.
79. Определите площадь поперечного сечения алюминиевого
трамвайного провода массой 540 кг, если при подаче на него
напряжения 5,8
В сила тока равна 10
А.
80. Определите массу медного провода длиной 200
м, если при
подаче на его концы напряжения 0,5
В сила тока равна 2
А.
81. Определите, какое количество электронов пройдет через попе-
речное сечение спирали электроплитки, если спираль изготовлена
из нихрома, ее сечение 0,8 мм2, длина 32
м, напряжение на концах
спирали 220
В, время пропускания тока 10 мин.
82. Определите, какое количество электронов пройдет через
поперечное сечение медного провода за 1 мин, если сечение про-
вода 0,2 мм2 масса провода 1,78 кг, приложенное напряжение 10
В.
83. Определите, какой заряд пройдет через обмотки элек-
тродвигателя за 1 мин, если напряжение на его клеммах 220
В, а
обмотки сделаны из медного провода сечением 0,34 мм2 и длиной
1200
м.
84. Какой электрический заряд проходит за 10 мин. через попе-
речное сечение медного провода площадью 2 мм2 длиной 500
м при
напряжении на его концах 1
В?
32
85. Определите, какой электрический заряд пройдет через попе-
речное сечение провода за 10 мин, если на концах провода из меди
массой 890 г и длиной 10
м подано напряжение 17
В.
86. На концы провода подано напряжение 17
В. Определить силу
тока, если медный провод длиной 100
м
и имеет массу 890 г.
87. Найти напряжение на концах нагревательного элемента элек-
трочайника, если он сделан из нихромового провода длиной 10
м,
сечением 0,5 мм2 и при этом за 5 мин. через его поперечное сечение
прошло 3000 Кл количества электричества.
88. Через поперечное сечение провода за 1 мин. прошло 120 Кл
количества электричества. Определить напряжение на его концах,
если провод из меди длиной 100
м имеет массу 340 г.
89. Найдите сопротивление провода, если при напряжении на его
концах 16
В через его поперечное сечение за 1 мин. прошло 1019
электронов.
90. Определите сопротивление медного проводника длиной 400
м
и
массой 890 г.
91. Из какого материала изготовлена проволока длиной 2
м
и
сечением 0,5 мм2, если при напряжении на ее концах 3
В по ней
проходит за 2 мин электрический заряд 60 Кл.
92. Определите массу медной проволоки длиной 100
м, если при
напряжении 10
В за 1 мин через ее поперечное сечение проходит 5
Кл количества электричества.
93. Определите массу медной проволоки сечением 0,2 мм2, если
при напряжении на ее концах 10
В сила тока равна 2
А.
94. Определите массу медной проволоки сечением 0,4 мм2, если
при напряжении 5
В за 4 мин через поперечное сечение проходит
электрический заряд 10 Кл.
33
95. Определите длину медного провода в катушке массой 1,78 кг,
если при пропускании тока силой 0,25 А напряжение на его концах
3,4 В.
96. 1 км контактного провода для пригородных электричек имеет
массу 890 кг. Каково сопротивление этого провода?
97. Найти массу медной проволоки длиной 100 м и сопротивлением
100 Ом.
98. Найти массу медной проволоки длиной 50 м и сопротивлением
30 Ом.
99. Найти массу стальной проволоки сечением 0,6 мм2 и сопро-
тивлением 60 Ом.
100. Найти массу алюминиевой проволоки сечением 2 мм2 и сопро-
тивлением 14 Ом.

Домашние задания на повторение пройденного материала (7 класса)

Домашние задания на повторение пройденного материала
16.11.2019
1. Укажите вещества, из которых состоят следующие тела: ножницы, стакан,
футбольная камера, лопата, карандаш.
2. Приведите примеры механических явлений.
3. Приведите примеры тепловых явлений.
4. Приведите примеры звуковых явлений.
5. Приведите примеры электрических явлений.
6. Приведите примеры магнитных явлений.
7. Приведите примеры световых явлений.
8. Запишите их в таблицу:
Механические
Тепловые
Звуковые
Электрические
Магнитные
Световые
9. а) Толщина волоса равна 0,1 мм. Выразите эту толщину в:
см
м
мкм
нм
км
б) Длина одной из бактерий равна 0,5 мкм. Сколько таких бактерий уложилось бы
вплотную на отрезке длиной 0,1 мм, 1 мм, 1 см?
в) В Древнем Вавилоне за единицу длины принимали расстояние, которое
проходил взрослый человек за время выхода диска Солнца из-за горизонта. Эта
единица называлась стадием. Могла ли такая единица длины быть точной? Ответ
объясните.
г) переведите меру массы 18г в: Пример
кг
т
мг
(в столбике запишите различные 1,2кДж
возможные варианты записи этой 1,2*10-3МДж
0,0012МДж
меры массы)
г) переведите 182Дж в: (в столбике запишите различные
возможные варианты записи этой
МДж
ГДж
кДж
меры энергии)
10.
Длина столбика ртути в трубке
комнатного термометра увеличилась. Увеличилось ли при этом число молекул ртути? Изменился ли объем каждой молекулы ртути в термометре?
11. В один стакан налита холодная вода, в другой — столько же кипятка. В
каком стакане вода обладает большей внутренней энергией?
12. В закрытой трубке находится капля ртути (рис. 256).
Трубку с одного конца нагрели. Объясните, за счет
какой энергии совершается работа по перемещению
ртути в трубке.
13. Почему пила нагревается, если ею пилить длительное время?
14. В каком случае процесс теплообмена произойдет быстрее, если в горячую
воду наливать холодную; в холодную наливать горячую той же массы?
15. Зачем ствол винтовки покрывают деревянной накладкой?
16. Зимой на улице металл на ощупь холоднее дерева. Какими будут казаться на
ощупь металл и дерево в сорокаградусную жару? Почему?
17. Мальчик зарисовал воробья (рис. 261) один раз летом, а
другой раз зимой. Какой из рисунков сделан зимой?
Почему он так выглядит по-разному?
18. Стальную деталь для закалки и медную заклепку
равной массы для отжига нагрели до одинаковой температуры, а затем погрузили в воду. Одинаковое ли количество теплоты
получила вода при охлаждении этих тел?
19. Какое количество теплоты выделилось при охлаждении чугунной болванки
массой 32 кг, если ее температура изменилась от 1115 до 15 °С?
20. Мальчик вычислил, что при нагревании воды от 15 °С до кипения (при 100
°С) внутренняя энергия ее увеличится на 178,5 кДж. Какова масса
нагреваемой воды?
21. К зиме заготовили сухие сосновые дрова объемом 2 м3 и каменный уголь
массой 1,5 т. Сколько теплоты выделится в печи при полном сгорании в ней
заготовленного топлива?
22. Сколько спирта надо сжечь, чтобы изменить температуру воды массой 2 кг
от 14 до 50 °С, если вся теплота, выделенная при горении спирта, пойдет на
нагревание воды?
23. Постройте примерный график для нагревания, плавления и кристаллизации
олова
24. На сколько уменьшится внутренняя энергия при кристаллизации брусков из
белого чугуна массой 2 кг, олова массой 1 кг, железа массой 5 кг, льда
массой 10 кг, охлажденных до температуры их кристаллизации?
25. Масса серебра 10 г. Сколько энергии выделится при его кристаллизации и
охлаждении до 60 °С, если серебро взято при температуре плавления?
26. Почему в доме, автобусе или трамвае на стеклах окон при сильных морозах
лед появляется с внутренней стороны?
27. Сырые дрова горят хуже, чем сухие. Почему?
28. Определите КПД двигателя трактора, которому для выполнения работы 1,89
* 107 Дж потребовалось 1,5 кг топлива с удельной теплотой сгорания 42 • 10 6
Дж/кг.
29. Человек чувствует себя комфортно при относительной влажности, равной
40—60%. Почему может возникнуть ощущение изнурительной жары при
температуре воздуха 25 °С и относительной влажности 80—90%, в то время
как при температуре 30 °С и влажности 30% самочувствие может быть
хорошим?

Урок – соревнование «Изменение агрегатных состояний вещества» 8 класс (2 часа) | Методическая разработка (физика, 8 класс) по теме:

Урок – соревнование с использованием презентации Power Point

Автор: Давлетшина Гульнара Минефаритовна, учитель физики и математики

МБОУ СОШ №13 г. Октябрьский Республики Башкортостан

Адрес ОУ: 452600 Республика Башкортостан г. Октябрьский

ул. Садовое кольцо, 155

Тема урока:

«Изменение агрегатных состояний вещества»

8 класс (2 часа)

Тип урока: урок – соревнование, обобщение полученных знаний.

Пояснительная записка:

Класс делится на 7-8 творческих групп по 3 человека в каждой.
Каждая группа садится за компьютер.
Каждой группе предлагаются задания, которые заранее загружены в компьютеры.
Ребята в течение 10 – 15 минут коллективно (группой) выполняют предложенное задание, а затем идёт проверка правильности выполнения и выставление оценок.
На доске заполняется таблица результатов.
В конце урока подводятся итоги, выявляется группа – победитель.

Задачи урока:

Повторение, обобщение и углубление знаний об изменении агрегатных состояний вещества.

Проверить качество и прочность усвоения материала по изученным темам, уровень осмысления и обобщения.

Развивать умение наблюдать, сравнивать и сопоставлять изучаемые явления, выделять общие признаки.

Научить объяснять явления природы, зная законы физики.

Развитие коммуникативных способностей учащихся, при работе в группах.

Воспитывать познавательный интерес, любознательность, активность, аккуратность при выполнении заданий, интерес к изучаемому предмету.

Формирование навыка создания компьютерных презентаций.

Цели урока:

Образовательные: повторение и закрепление знаний, полученных на уроках физики по теме “Изменение агрегатных состояний вещества ”, демонстрация практической значимости изучаемого материала; формирования современного мировоззрения и интереса к предмету.

Развивающие: развитие самостоятельной познавательной активности учащихся; формирование навыков работы с дополнительной литературой и ресурсами Интернета, ориентация в информационном пространстве.

Воспитательные: развитие коммуникативных умений работать в группах, парах, снижение закомплексованности; привитие культуры умственного труда; формирования чувства ответственности, взаимоответственности, уверенности в себе.

ТСО: компьютер, проектор, экран

План урока

Организационный момент.
Этапы игры:

1 этап – разминка;
2 этап – «Закончи слайд»;
3 этап – «Узнай величину»;
4 этап – «Допиши формулу»;
5 этап – «Построй график»;
6 этап – «Реши задачу»;
7этап – «Блиц опрос»; (на экране — слайд № 4, ученик – слайд № 2)

Подведение итогов, выставление уценок.

Ход урока:

I. Организационный момент:

Вступительное слово учителя – сообщение темы и цели урока.

Современному человеку нельзя обойтись без знаний основ физики, чтобы иметь правильное представление об окружающем нас мире. Сегодня мы повторим законы природы, покорим еще одну вершину «Знаний». Желаю всем удачи.

Время – 4-5 минут.

II. Этапы игры:

1 этап – разминка:

Задание выполняется на компьютере: необходимо выбрать на панели инструментов ЦВЕТ ТЕКСТА КРАСНЫЙ, вместо многоточья записать правильные слова.

(на экране — слайд № 5,6,7, ученик – слайд № 3,4,5)

Закончите предложения:

1) переход вещества из твердого состояния в жидкое называют…

2) температура, при которой вещество кристаллизуется, называют…

3) физическая величина, показывающая, какое количество теплоты необходимо сообщить кристаллическому телу массой 1 кг, чтобы при температуре плавления полностью перевести его в жидкое состояние, называется…

4) при температуре плавления внутренняя энергия вещества в жидком состояние …. внутренней энергии такой же массы вещества в твердом состоянии;

5) явление превращения жидкости в пар называется …

6) парообразование, происходящее с поверхности жидкости называется…

7) пар, находящийся в динамическом равновесии со своей жидкостью, называется…

8) явление превращения пара в жидкость называется…

9) интенсивный переход жидкости в пар, происходящий с образованием пузырьков пара по всему объему жидкости при определенной температуре, называют…

10) температура, при которой пар, находящийся в воздухе, становился насыщенным, называется …

Время выполнения – 10 минут

С помощью проектора на экране учитель физики демонстрирует правильные ответы, каждый правильный ответ оценивается в 1 балл..

2 этап

Задание: каждая группа должна закончить предложенные слайды (дописать потерянные слова).

С помощью проектора на экране учитель физики демонстрирует правильные ответы, каждый правильный ответ оценивается в 1 балл.

(на экране — слайд № 8,9, ученик – слайд № 6,7)

Время выполнения: 15 минут

3 этап

Задание: запишите названия физических величин, назовите единицы измерения этих величин.

(на экране — слайд № 11, ученик – слайд № 8)

Время выполнения: 5 – 6 минут

4 этап

Задание: вместо знака вопрос, нужно подставить недостающую физическую величину, которая входит в формулу.

(на экране — слайд № 12, ученик – слайд № 9)

Время выполнения: 5 – 6 минут

5 этап

Построение графика плавления и отвердевания для льда с помощью программы Microsoft Office Power Point.

Задание:

Постройте график плавления и отвердевания для льда( начальная температура льда — 40 ºC, максимальная температура полученной воды 40 ºC) ;
Обозначьте участки буквами А, В, С, D, E, F, G.
Укажите участки соответствующие следующим процессам:

Нагревание льда …
Плавление льда…
Нагревание воды…
Охлаждение воды…
Кристаллизация воды…
Охлаждение льда…

(на экране — слайд № 13, ученик – слайд № 10)

Время выполнения – 15 минут

С помощью проектора на экране учитель физики демонстрирует правильные ответы (каждый правильный ответ оценивается в 1 балл), учитель информатики проверяет правильность построения графика.

Выставляются следующие оценки за выполнение данного задания:

— по информатике: оценку выставляет учитель информатики ( за построение графика, за умение работать с программой Microsoft Office Power Point).

6 этап

Каждая группа выбирает одну задачу из трёх предложенных, решает в течении 4 – 5 минут; листочки с решением задач группы сдают учителю физики на проверку; на экране демонстрируются решения задач. (на экране — слайд № 14, ученик – слайд № 11)

Время выполнения: 6 – 7 минут

Задача на «3»:

Мальчик вычислил, что при нагревании воды от 15 ºС до кипения внутренняя энергия ее увеличивается на 178,5 кДж. Какова масса нагретой воды?

Задача на «4»:

Определите, какое количество теплоты необходимо, чтобы 2 кг воды при температуре 50ºC превратить в пар?

Задача на «5»:

Кусок льда массой 8 кг имеет температуру 0ºC. Его начинают плавить, сжигая керосин. Что будет в сосуде, когда сгорит 100 г керосина?

Максимальный балл – 5.

7 этап

Блиц опрос (вопросы учитель физики демонстрирует на экране)

Вопросы:

1. Почему температура воды в стакане всегда бывает немного ниже
воздуха в комнате?

Почему, скошенная трава высыхает в ветреную погоду быстрее, чем в тихую?
При выходе из реки после купания мы ощущаем холод. Почему?
Если даже в жаркий день сорвать с находящегося под лучами солнца дерева лист и приложить его к щеке, то можно почувствовать, что он охлаждает лицо. Почему?
Из легких человека вместе с выдыхаемым воздухом всегда выдыхаются водяные пары. Почему же мы видим это только в холодное время года?

(на экране — слайд № 15, 16)

Время выполнения: 10 минут

Дополнительные вопросы: на экране — слайды № 17,18,19,20.

Заключение:

Мы подошли к финишу. Сегодня мы повторили тему «Изменение агрегатных состояний вещества», закрепили навыки составления презентаций с помощью программы Microsoft Office Power Point. Я надеюсь на то, что вы узнали еще больше. Давайте подсчитаем «УМЫ» и получим свои заслуженные оценки.

Подведение итогов урока. Каждая группа демонстрирует презентацию, которую они составляли в течение данного урока. Поздравление группы – победителя и призёров. Каждый учащийся получает оценки:

по физике – оценку за работу в группе, за активное участие на уроке;

по информатике – за умение построения графиков, составление презентаций.

Время – 10 минут

Таблица результатов:

№ группы	1 этап	2 этап	3 этап	4 этап	5 этап	6этап	7 этап	итог	оценка
№ 1
№ 2
№ 3
№ 4
№ 5
№ 6
№ 7
№ 8

8.2: Калориметрия (проблемы) — Chemistry LibreTexts

ПРОБЛЕМА \ (\ PageIndex {1} \)

Бутыль с водой комнатной температуры на 500 мл и бутыль на 2 л с водой той же температуры были помещены в холодильник. Через 30 минут 500-миллилитровая бутылка с водой остыла до температуры холодильника. Через час 2 литра воды остыли до той же температуры. Когда его спросили, какой образец воды потерял больше всего тепла, студент А ответил, что обе бутылки потеряли одинаковое количество тепла, потому что они начинали при одинаковой температуре и заканчивали при одинаковой температуре.Студент Б подумал, что 2-литровая бутылка с водой теряет больше тепла, потому что в ней было больше воды. Третий студент считал, что бутылка с водой емкостью 500 мл теряет больше тепла, потому что остывает быстрее. Четвертый студент подумал, что это невозможно сказать, потому что мы не знаем начальную и конечную температуру воды. Укажите, какой из этих ответов правильный, и опишите ошибку в каждом из остальных ответов.

Ответ

Студент A неверен, потому что масса воды в обоих контейнерах не одинакова.

Студент C неверен, потому что бутылка остыла быстрее из-за меньшей массы воды.

Студент D неверен, потому что не имеет значения, какое изменение температуры, если оно одинаково для обеих бутылок.

Студент B прав: если изменение температуры такое же, то у того, у кого больше масса (2-литровая бутылка), больше потери тепла. Мы могли бы доказать это, используя \ (q = c × m × ΔT = c × m × (T_ \ ce {final} −T_ \ ce {initial}) \) из раздела 8.1.

ПРОБЛЕМА \ (\ PageIndex {2} \)

Сколько миллилитров воды при 23 ° C и плотности 1,00 г / мл необходимо смешать с 180 мл (около 6 унций) кофе при 95 ° C, чтобы полученная комбинация имела температуру 60 ° C? Предположим, что кофе и вода имеют одинаковую плотность и одинаковую удельную теплоемкость (4,184 Дж / г ° C).

Ответ: 170 мл

Нажмите здесь, чтобы посмотреть видео о решении: * Номер раздела изменился после того, как это видео было снято *

ПРОБЛЕМА \ (\ PageIndex {3} \)

Насколько снизится температура чашки (180 г) кофе при 95 ° C, если серебряная ложка 45 г (удельная теплоемкость 0.24 Дж / г ° C) при 25 ° C помещается в кофе, и им позволяют достичь одинаковой температуры? Предположим, что кофе имеет ту же плотность и удельную теплоемкость, что и вода.

Ответ: Температура кофе упадет на 1 градус.

ПРОБЛЕМА \ (\ PageIndex {4} \)

Алюминиевая ложка массой 45 г (удельная теплоемкость 0,88 Дж / г ° C) при 24 ° C помещается в 180 мл (180 г) кофе при 85 ° C, и их температура выравнивается.

Какова конечная температура, когда они сравняются? Предположим, что у кофе такая же удельная теплоемкость, как у воды.
Когда студентка впервые решила эту задачу, она получила ответ 88 ° C. Объясните, почему это явно неправильный ответ.

Ответьте на: 81,95 ° С

Ответ б: Эта температура выше начальной температуры кофе, что невозможно.

Нажмите здесь, чтобы посмотреть видео о решении: * Номер раздела изменился после того, как это видео было снято *

ПРОБЛЕМА \ (\ PageIndex {5} \)

Температура охлаждающей воды на выходе из горячего двигателя автомобиля составляет 240 ° F. После прохождения через радиатор он имеет температуру 175 ° F. Рассчитайте количество тепла, передаваемого двигателем в окружающую среду одним галлоном воды с удельной теплоемкостью 4.2 \; кДж \)

ПРОБЛЕМА \ (\ PageIndex {6} \)

Когда 50,0 г 0,200 M NaCl ( водн. ) при 24,1 ° C добавляют к 100,0 г 0,100 M AgNO ₃ ( водн. ) при 24,1 ° C в калориметре, температура повышается до 25,2 ° C по мере того, как Образуется AgCl ( s ). Предполагая, что удельная теплоемкость раствора и продуктов составляет 4,20 Дж / г ° C, рассчитайте приблизительное количество выделяемого тепла в джоулях.

Ответ: 693 Дж

Нажмите здесь, чтобы посмотреть видео о решении

ПРОБЛЕМА \ (\ PageIndex {7} \)

Добавление 3.15 г Ba (OH) ₂ • 8H ₂ O к раствору 1,52 г NH ₄ SCN в 100 г воды в калориметре вызвали падение температуры на 3,1 ° C. Предполагая, что удельная теплоемкость раствора и продуктов составляет 4,20 Дж / г ° C, рассчитайте приблизительное количество тепла, поглощенного реакцией, которое можно представить следующим уравнением:

\ [Ba (OH) _2 \ cdot 8H_2O _ {(s)} + 2NH_4SCN _ {(aq)} \ rightarrow Ba (SCN) _ {2 (aq)} + 2NH_ {3 (aq)} + 10H_2O _ {(l) } \]

Ответ: 1.4 кДж

ПРОБЛЕМА \ (\ PageIndex {8} \)

Когда 1,0 г фруктозы, C ₆ H ₁₂ O ₆ ( s ), сахар, обычно содержащийся во фруктах, сжигается в кислороде в калориметре бомбы, температура калориметра увеличивается на 1,58 ° С. Если теплоемкость калориметра и его содержимого составляет 9,90 кДж / ° C, что составляет q для этого сгорания?

Ответ: 15.64 кДж

Нажмите здесь, чтобы посмотреть видео о решении

ПРОБЛЕМА \ (\ PageIndex {9} \)

Один из методов производства электроэнергии — сжигание угля для нагрева воды, в результате чего образуется пар, приводящий в действие электрогенератор. Чтобы определить скорость, с которой уголь должен подаваться в горелку на этом типе установки, теплота сгорания на тонну угля должна быть определена с помощью калориметра бомбы.Когда в калориметре бомбы сжигается 1,00 г угля, температура увеличивается на 1,48 ° C. Если теплоемкость калориметра составляет 21,6 кДж / ° C, определите количество тепла, выделяемого при сжигании тонны угля (2000 фунтов). Помните, что 1 кг = 2,2 фунта

Ответ: 2,91 x 10 ⁷ кДж

ПРОБЛЕМА \ (\ PageIndex {10} \)

Чайная ложка углеводной сахарозы (обычного сахара) содержит 16 калорий (16 ккал).Какова масса одной чайной ложки сахарозы, если среднее количество калорий для углеводов составляет 4,1 кал / г?

Ответ: 3,9 г

Щелкните здесь, чтобы просмотреть видео решения: * Эта проблема была перенумерована после того, как видео было снято *

ПРОБЛЕМА \ (\ PageIndex {11} \)

Какова максимальная масса углеводов в порции диетической газировки объемом 6 унций, которая содержит менее 1 калории на банку, если среднее количество калорий для углеводов равно 4.1 калорий / г?

Ответ: 0,24 г

ПРОБЛЕМА \ (\ PageIndex {12} \)

Пинта мороженого высшего качества может содержать 1100 калорий. Какая масса жира в граммах и фунтах должна быть произведена в организме для хранения дополнительных 1,1 × 10 ³ калорий, если среднее количество калорий для жира составляет 9,1 калорий / г? Помните, что 1 кг = 2,2 фунта

Ответ

120.87 г или 1,2 x 10 ² г с 2 значащими цифрами

0,266 фунта или 0,27 фунта с 2 значащими цифрами

Нажмите здесь, чтобы посмотреть видео о решении

ПРОБЛЕМА \ (\ PageIndex {13} \)

Порция хлопьев для завтрака содержит 3 г белка, 18 г углеводов и 6 г жира. Какова калорийность порции этой крупы, если среднее количество калорий для жира равно 9.1 калорий / г, углеводов — 4,1 калорий / г, белков — 4,1 калорий / г?

Ответ: 1,4 × 10 ² калорий

Температура | Физика

Цели обучения

К концу этого раздела вы сможете:

Определите температуру.
Преобразование температур между шкалами Цельсия, Фаренгейта и Кельвина.
Определите тепловое равновесие.
Укажите нулевой закон термодинамики.

Понятие температуры произошло от общих понятий горячего и холодного. Человеческое восприятие того, что кажется горячим или холодным, относительное. Например, если вы поместите одну руку в горячую воду, а другую — в холодную, а затем поместите обе руки в прохладную воду, теплая вода будет казаться прохладной для руки, которая была в горячей воде, и теплой для той, которая была в ней. холодная вода. Научное определение температуры менее двусмысленно, чем ваше восприятие тепла и холода. Температура с точки зрения эксплуатации определяется как то, что мы измеряем термометром. (Многие физические величины определяются исключительно в терминах того, как они измеряются. Позже мы увидим, как температура связана с кинетической энергией атомов и молекул, более физическое объяснение.) Два точных термометра, один помещенный в горячую воду, а другой в холодной воде покажет, что горячая вода имеет более высокую температуру. Если их затем поместить в прохладную воду, оба будут давать одинаковые показания (в пределах погрешностей измерения).В этом разделе мы обсуждаем температуру, ее измерение термометрами и ее связь с тепловым равновесием. Опять же, температура — это величина, измеряемая термометром.

Предупреждение о заблуждении: человеческое восприятие против реальности

Холодным зимним утром дерево на крыльце кажется теплее, чем металл вашего велосипеда. Дерево и велосипед находятся в тепловом равновесии с окружающим воздухом и, следовательно, имеют одинаковую температуру. Они ощущаются по-разному из-за разницы в способе отвода тепла от вашей кожи.Металл отводит тепло от вашего тела быстрее, чем дерево (подробнее о проводимости см. В разделе «Проводимость»). Это всего лишь один пример, демонстрирующий, что человеческое чувство горячего и холодного определяется не только температурой.

Еще одним фактором, влияющим на наше восприятие температуры, является влажность. Большинству людей жарко в жаркие влажные дни, чем в жаркие и засушливые дни. Это связано с тем, что во влажные дни пот не испаряется с кожи так эффективно, как в засушливые дни. Нас охлаждает испарение пота (или воды из разбрызгивателя или бассейна).

Рисунок 1. Кривизна биметаллической полосы зависит от температуры. (а) Полоса прямая при начальной температуре, когда два ее компонента имеют одинаковую длину. (б) При более высокой температуре эта полоса изгибается вправо, потому что металл слева расширился больше, чем металл справа.

Любое физическое свойство, зависящее от температуры и воспроизводимое при изменении температуры, может быть использовано в качестве основы для термометра. Поскольку многие физические свойства зависят от температуры, разнообразие термометров примечательно.Например, для большинства веществ объем увеличивается с повышением температуры. Это свойство лежит в основе обычного спиртового термометра, старого ртутного термометра и биметаллической полоски (рис. 1).

Другие свойства, используемые для измерения температуры, включают электрическое сопротивление, цвет и излучение инфракрасного излучения.

Одним из примеров электрического сопротивления и цвета является пластиковый термометр. Каждый из шести квадратов на пластиковом (жидкокристаллическом) термометре на Рисунке 2 содержит пленку из другого термочувствительного жидкокристаллического материала. Ниже 95ºF все шесть квадратов черные.Когда пластиковый термометр подвергается воздействию температуры, которая повышается до 95 ° F, первый квадрат жидкого кристалла меняет цвет. Когда температура повышается выше 96,8 ° F, второй квадрат жидкого кристалла также меняет цвет и так далее.

Рис. 2. Пластиковый (жидкокристаллический) термометр. (Источник: Аркришна, Wikimedia Commons)

Рис. 3. Пожарный Джейсон Орманд использует пирометр для проверки температуры в системе вентиляции авианосца. (Источник: Ламель Дж. Хинтон / U.S. Navy)

Пример излучения излучения показан при использовании пирометра (Рисунок 3). Измеряется инфракрасное излучение (излучение которого зависит от температуры) из вентиляционного отверстия на Рисунке 3, и быстро производится считывание температуры. Инфракрасные измерения также часто используются для измерения температуры тела. Эти современные термометры, помещаемые в ушной канал, более точны, чем спиртовые термометры, помещенные под язык или в подмышку.

Температурные шкалы

Термометры используются для измерения температуры в соответствии с четко определенными шкалами измерения, в которых используются заранее определенные контрольные точки для сравнения величин.Три наиболее распространенных температурных шкалы — это шкала Фаренгейта, Цельсия и Кельвина. Температурную шкалу можно создать, указав две легко воспроизводимые температуры. Обычно используются температуры замерзания и кипения воды при стандартном атмосферном давлении.

Шкала по Цельсию (которая заменила немного другую шкалу по Цельсию ) имеет точку замерзания воды при 0ºC и точку кипения при 100ºC. Единица измерения — градуса Цельсия (ºC).По шкале по Фаренгейту (по-прежнему наиболее часто используемой в Соединенных Штатах) точка замерзания воды составляет 32 ° F, а точка кипения — 212 ° F. Единица измерения температуры на этой шкале — градуса по Фаренгейту (ºF). Обратите внимание, что разница температур в один градус Цельсия больше, чем разница температур в один градус Фаренгейта. Только 100 градусов Цельсия охватывают тот же диапазон, что и 180 градусов по Фаренгейту, таким образом, один градус по шкале Цельсия в 1,8 раза больше, чем один градус по шкале Фаренгейта 180/100 = 9/5.

Шкала Кельвина — это шкала температур, которая обычно используется в науке. Это шкала абсолютной температуры , определенная так, чтобы иметь 0 K при минимально возможной температуре, называемой абсолютным нулем . Официальная единица измерения температуры на этой шкале — кельвин , которая обозначается аббревиатурой K и не сопровождается знаком градуса. Температура замерзания и кипения воды составляет 273,15 К и 373,15 К соответственно. Таким образом, величина перепада температур одинакова в кельвинах и градусах Цельсия.В отличие от других температурных шкал шкала Кельвина является абсолютной шкалой. Он широко используется в научной работе, потому что ряд физических величин, таких как объем идеального газа, напрямую связаны с абсолютной температурой. Кельвин — это единица СИ, используемая в научной работе.

Рис. 4. Соотношение температурных шкал по Фаренгейту, Цельсию и Кельвину, округленное до ближайшего градуса. Также показаны относительные размеры чешуек.

Отношения между тремя общими температурными шкалами показаны на рисунке 4. {\ circ} \ text {F} \ right) -32 \ right) +273.{\ circ} \ text {F}} = \ frac {9} {5} \ left (T_ {K} -273,15 \ right) +32 \\ [/ latex]

Обратите внимание, что преобразование между градусами Фаренгейта и Кельвина выглядит довольно сложно. Фактически, это простые комбинации преобразований между градусами Фаренгейта и Цельсия и преобразованиями между градусами Цельсия и Кельвина.

Пример 1. Преобразование шкалы температур: комнатная температура

«Комнатная температура» обычно составляет 25ºC.

Что такое комнатная температура в ºF?
Что это в К?

Стратегия

Чтобы ответить на эти вопросы, все, что нам нужно сделать, это выбрать правильные уравнения преобразования и подставить известные значения.{\ circ} \ text {F} \\ [/ latex]

Решение для Части 2

Выберите правильное уравнение. Чтобы преобразовать из ºC в K, используйте уравнение T _K = T _ºC + 273,15
Подставьте известное значение в уравнение и решите: T _K = 25ºC + 273,15 = 298 K.

Пример 2. Преобразование между температурными шкалами: шкала Реомюра

Шкала Реомюра — это шкала температур, которая широко использовалась в Европе в восемнадцатом и девятнадцатом веках.По температурной шкале Реомюра точка замерзания воды составляет 0ºR, а температура кипения — 80ºR. Если «комнатная температура» составляет 25ºC по шкале Цельсия, что это такое по шкале Реомюра?

Стратегия

Чтобы ответить на этот вопрос, мы должны сравнить шкалу Реомюра со шкалой Цельсия. Разница между температурой замерзания и температурой кипения воды по шкале Реомюра составляет 80ºR. По шкале Цельсия это 100ºC. Следовательно, 100º C = 80ºR. Обе шкалы начинаются с 0 º для замораживания, поэтому мы можем вывести простую формулу для преобразования между температурами на двух шкалах.{\ circ} \ text {R} \\ [/ latex]

Диапазоны температур во Вселенной

На рис. 6 показан широкий диапазон температур во Вселенной. Известно, что люди выживают при температуре тела в небольшом диапазоне от 24 до 44 ° C (от 75 до 111 ° F). Средняя нормальная температура тела обычно составляет 37,0 ° C (98,6 ° F), и колебания этой температуры могут указывать на состояние здоровья: лихорадку, инфекцию, опухоль или проблемы с кровообращением (см. Рисунок 5).

Рисунок 5.Это изображение излучения тела человека (инфракрасный термограф) показывает расположение температурных аномалий в верхней части тела. Темно-синий соответствует холодным областям, а красный цвет белому соответствует горячим областям. Повышенная температура может быть признаком злокачественной ткани (например, раковой опухоли в груди), а пониженная температура может быть следствием снижения кровотока из сгустка. В этом случае аномалии вызваны состоянием, называемым гипергидрозом. (кредит: Porcelina81, Wikimedia Commons)

Самые низкие температуры, когда-либо зарегистрированные, были измерены в ходе лабораторных экспериментов: 4.5 × 10 ⁻¹⁰ K в Массачусетском технологическом институте (США) и 1,0 × 10 ⁻¹⁰ K в Технологическом университете Хельсинки (Финляндия). Для сравнения: самым холодным местом на поверхности Земли является Восток, Антарктида, температура 183 К (–89ºC), а самым холодным местом (за пределами лаборатории) во Вселенной является туманность Бумеранг с температурой 1 К.

Рис. 6. Каждое приращение на этой логарифмической шкале означает увеличение в десять раз и, таким образом, иллюстрирует огромный диапазон температур в природе.Обратите внимание, что ноль в логарифмической шкале будет располагаться в нижней части страницы на бесконечности.

Установление соединений: абсолютный ноль

Что такое абсолютный ноль? Абсолютный ноль — это температура, при которой прекращается любое движение молекул. Концепция абсолютного нуля возникает из поведения газов. На рис. 7 показано, как давление газов при постоянном объеме уменьшается с понижением температуры. Различные ученые отметили, что давление газов экстраполируется до нуля при той же температуре –273.15ºC. Эта экстраполяция подразумевает, что существует самая низкая температура. Эта температура называется , абсолютный ноль . Сегодня мы знаем, что большинство газов сначала сжижается, а затем замерзает, и на самом деле невозможно достичь абсолютного нуля. Числовое значение температуры абсолютного нуля составляет –273,15ºC или 0 К.

Тепловое равновесие и нулевой закон термодинамики

Рис. 7. График зависимости давления от температуры для различных газов при постоянном объеме. Обратите внимание, что все графики экстраполируются к нулевому давлению при одной и той же температуре.

Термометры фактически принимают свою собственную температуру , а не температуру объекта, который они измеряют. Это поднимает вопрос, как мы можем быть уверены, что термометр измеряет температуру объекта, с которым он находится в контакте. Это основано на том факте, что любые две системы, помещенные в термоконтакт (то есть между ними может происходить теплопередача), будут достигать одинаковой температуры. То есть тепло будет перетекать от более горячего объекта к более холодному, пока они не достигнут точно такой же температуры.В этом случае объекты находятся в состоянии теплового равновесия , и никаких дальнейших изменений не произойдет. Системы взаимодействуют и изменяются, потому что их температуры различаются, и изменения прекращаются, как только их температуры становятся одинаковыми. Таким образом, если для этой передачи тепла дается достаточно времени, температура, регистрируемая термометром , не соответствует системе, с которой он находится в тепловом равновесии. Тепловое равновесие устанавливается, когда два тела находятся в контакте друг с другом и могут свободно обмениваться энергией.

Более того, эксперименты показали, что если две системы, A и B, находятся в тепловом равновесии друг с другом, а B находится в тепловом равновесии с третьей системой C, то A также находится в тепловом равновесии с C. Этот вывод может показаться очевидным. , потому что все три имеют одинаковую температуру, но это основа термодинамики. Это называется нулевым законом термодинамики .

Нулевой закон термодинамики

Если две системы, A и B, находятся в тепловом равновесии друг с другом, а B находится в тепловом равновесии с третьей системой, C, то A также находится в тепловом равновесии с C.

Этот закон был постулирован в 1930-х годах после того, как были разработаны и названы первый и второй законы термодинамики. Он называется нулевым законом , потому что он логически предшествует первому и второму законам (обсуждаемым в термодинамике). Пример этого закона в действии наблюдается у младенцев в инкубаторах: у младенцев в инкубаторах обычно очень мало одежды, поэтому наблюдателю они кажутся недостаточно теплыми. Однако температура воздуха, детской кроватки и ребенка одинакова, поскольку они находятся в тепловом равновесии, которое достигается за счет поддержания температуры воздуха, чтобы ребенку было комфортно.

Проверьте свое понимание

Зависит ли температура тела от его размеров?

Решение

Нет, систему можно разделить на более мелкие части, каждая из которых имеет одинаковую температуру. Мы говорим, что температура — это интенсивная величина . Интенсивные количества не зависят от размера.

Сводка раздела

Температура — это величина, измеряемая термометром.
Температура связана со средней кинетической энергией атомов и молекул в системе.{\ circ} \ text {F}} — 32 \ right) \\ [/ latex]
T _K = T _ºC + 273,15
T _ºC = T _K — 273,15

Системы находятся в тепловом равновесии, когда они имеют одинаковую температуру.
Тепловое равновесие возникает, когда два тела находятся в контакте друг с другом и могут свободно обмениваться энергией.
Нулевой закон термодинамики гласит, что когда две системы, A и B, находятся в тепловом равновесии друг с другом, а B находится в тепловом равновесии с третьей системой, C, тогда A также находится в тепловом равновесии с C.

Концептуальные вопросы

Что значит сказать, что две системы находятся в тепловом равновесии?
Приведите пример физического свойства, которое изменяется в зависимости от температуры, и опишите, как оно используется для измерения температуры.
Когда термометр с холодным спиртом помещается в горячую жидкость, столб спирта немного опускается, прежде чем подниматься. Объяснить, почему.
Если вы добавите кипящую воду в чашку при комнатной температуре, какой будет конечная равновесная температура устройства? Вам нужно будет включить окружение как часть системы.Рассмотрим нулевой закон термодинамики.

Задачи и упражнения

Какова температура по Фаренгейту у человека с температурой 39,0 ° C?
Заморозки большинства растений повреждаются при температуре 28,0 ° F или ниже. Что это за температура по шкале Кельвина?
Для экономии энергии комнатная температура поддерживается на уровне 68,0 ° F зимой и 78,0 ° F летом. Что это за температуры по шкале Цельсия?
Нить накаливания вольфрамовой лампы может работать при 2900 К.Какая у него температура по Фаренгейту? Что это по шкале Цельсия?
Температура поверхности Солнца составляет около 5750 К. Что это за температура по шкале Фаренгейта?
Одна из самых высоких температур, когда-либо зарегистрированных на поверхности Земли, составляла 134ºF в Долине Смерти, Калифорния. Что это за температура в градусах Цельсия? Что это за температура в Кельвинах?
(a) Предположим, что в вашу местность дует холодный фронт и температура падает на 40 градусов по Фаренгейту. На сколько градусов по Цельсию понижается температура при 40.Снижение температуры на 0ºF? (б) Покажите, что любое изменение температуры в градусах Фаренгейта составляет девять пятых изменения в градусах Цельсия.
(a) При какой температуре шкала Фаренгейта и Цельсия имеют одинаковое числовое значение? (б) При какой температуре шкала Фаренгейта и Кельвина имеют одинаковое числовое значение?

Глоссарий

температура: величина, измеренная термометром

Шкала Цельсия: шкала температур , в которой точка замерзания воды составляет 0ºC, а точка кипения воды — 100ºC

градусов Цельсия: единиц температурной шкалы Цельсия

Шкала Фаренгейта: шкала температур , в которой точка замерзания воды составляет 32 ° F, а точка кипения воды — 212 ° F

градусов по Фаренгейту: единиц по шкале Фаренгейта

Шкала Кельвина: температурная шкала, в которой 0 K — минимально возможная температура, представляющая абсолютный ноль

абсолютный ноль: минимально возможная температура; температура, при которой прекращается движение всех молекул

тепловое равновесие: состояние, при котором тепло больше не течет между двумя контактирующими объектами; два объекта имеют одинаковую температуру

нулевой закон термодинамики: закон, который гласит, что если два объекта находятся в тепловом равновесии, а третий объект находится в тепловом равновесии с одним из этих объектов, он также находится в тепловом равновесии с другим объектом

Избранные решения проблем и упражнения

1.{\ circ} \ text {C} \ right) \ end {array} \\ [/ latex]

Калькулятор точки кипения на высоте

Этот калькулятор точки кипения на высоте поможет вам определить точку кипения воды. Неудивительно, что температура, при которой вода начинает кипеть, непостоянна и зависит от давления, которое, в свою очередь, зависит от высоты. В этой статье мы представим вам уравнение высоты точки кипения и объясним, как рассчитать точку кипения воды на любой высоте.

Какая точка кипения?

Это просто температура, при которой вода начинает кипеть, другими словами, она меняет свое состояние с жидкого на газообразное. Эта температура зависит от давления и типа вещества. Следовательно, вы можете быть уверены, что каждая проба чистой воды начнет кипеть при одинаковой температуре на заданной высоте над уровнем моря.

Температура кипения воды на уровне моря

Вам не нужно использовать наш калькулятор точки кипения на высоте, чтобы определить точку кипения воды на уровне моря.Он всегда один и тот же — 100 ° C или 212 ° F. Собственно, формула точки кипения использует это значение как основу расчетов.

Точно так же точка замерзания воды на уровне моря имеет постоянное значение — 0 ° C или 32 ° F.

Уравнение повышения точки кипения

Помните, что температура кипения воды зависит исключительно от давления. Этот калькулятор точки кипения находит давление на высоте при условии, что давление на уровне моря постоянно и равно 1013 гПа (1,013 бар).5,2559

Обратите внимание, что в этих формулах используются определенные единицы:

точка кипения находится в градусах Фаренгейта (° F),
давление выражается в дюймах ртутного столба (inHg),
Высота следует ввести в уравнение в британских единицах измерения — футах (ft).

Как рассчитать точку кипения

Предположим, вы отправились в поход в Мачу-Пикчу. Вам интересно, какой температуры вам нужно будет кипятить там воду.5,2559 = 22,25 дюйма рт. Ст.

Теперь введите это давление в уравнение точки кипения:

точка кипения = 49,161 * ln (22,25) + 44,932 = 197,44 ° F

Поздравляем! Теперь вы знаете температуру кипения воды в Мачу-Пикчу.

Микробиологическая эффективность обеззараживания воды кипячением в сельских районах Гватемалы

Abstract

Кипячение является наиболее распространенным средством очистки воды в доме и эталоном, с которым необходимо сравнивать альтернативные варианты очистки воды в месте использования.В 5-недельном исследовании, проведенном в сельской местности Гватемалы среди 45 домохозяйств, которые утверждали, что они всегда или почти всегда кипятили питьевую воду, кипячение было связано с сокращением среднего геометрического количества термотолерантных колиформных колиформ (TTC) на 86,2% ( N = 206, P <0,0001). Несмотря на постоянные уровни фекального загрязнения в исходной воде, 71,2% хранимых проб воды из котлов, о которых сообщают сами респонденты, соответствовали рекомендациям Всемирной организации здравоохранения по безопасной питьевой воде (0 TTC / 100 мл), а 10,7% попадали в общепринятые нормы низкого риска. категория (1–10 TTC / 100 мл).Как фактически практикуется в исследовательском сообществе, кипячение значительно улучшает микробиологическое качество питьевой воды, хотя кипяченая и хранимая питьевая вода не всегда свободна от фекальных загрязнений.

Введение

Приблизительно 1,1 миллиарда человек, или 21,6% населения 67 стран со средним и низким уровнем доходов, сообщают, что они обычно кипятят воду дома перед тем, как пить, что более чем в четыре раза больше, чем сообщают о хлорировании или фильтрации. их питьевая вода.¹ Ни один альтернативный метод очистки воды в домашних условиях (HWT) не является более доступным для большинства населения, и ни один из них не является более эффективным при различных условиях воды (мутность, температура, потребность в хлоре и т. Д.), Которые влияют на производительность альтернативных вариантов HWT . ² ^, ³ Однако при отсутствии безопасного хранения кипяченая вода сразу становится уязвимой для повторного заражения, особенно в средах с неблагоприятными гигиеническими условиями. ⁴

Предыдущие полевые исследования во Вьетнаме ⁵ и Индии ⁶ показали, что кипячение эффективно улучшает микробиологическое качество воды.Однако в предыдущем исследовании, проведенном в Перу, вода, которую, как сообщалось, кипятили дома перед употреблением, была не лучшего качества, чем необработанная хранимая вода. ⁷ Другие исследования обычных методов очистки воды показали смешанные результаты о микробиологической эффективности кипячения и хлорирования. ⁸ ^, ⁹

Мы провели это исследование, чтобы оценить микробиологическую эффективность кипячения небезопасной воды и охарактеризовать определенные практики, связанные с кипячением в отдаленной деревне на севере Гватемалы, стране, где 43% населения сообщили кипячение их питьевой воды.¹

Материалы и методы

Условия исследования.

Исследование проводилось в течение 5 недель (с июня 2008 г. по июль 2008 г.), совпадающих с сезоном дождей, в городе Сан-Матео-Икстатан, муниципалитет Сан-Матео-Икстатан, департамент Уэуэтенанго. Город с населением около 10 000 человек расположен на северном нагорье Гватемалы (высота 2 540 м), и его основным источником существования является сельское хозяйство (80%), а меньшинство населения занимается промышленностью и коммерческой деятельностью (20%).По оценкам, 91% населения муниципалитета классифицируется как бедное, а 41% — как крайне бедное. Грамотность составляет всего 30%, а 90% населения принадлежит к этнической группе майя, чудж. ¹⁰

В этом населенном пункте вода из окружающих горных районов подается в краны дворов или помещений через систему распределения с гравитационной подачей. Девять резервуаров для сбора грунтовых вод расположены на разном расстоянии от города и подают воду по поливинилхлоридным (ПВХ) или металлическим трубам в более близкие распределительные резервуары, которые затем поступают непосредственно в бытовые водопроводные соединения.Централизованной очистки воды нет. Муниципальная канализационная система включает трубы, которые в некоторых случаях проходят параллельно и рядом с системой распределения воды, и водные органы считают, что утечки из этой или частной уборной являются обычным явлением.

Расчет размера выборки и включение участвующих домохозяйств.

После предварительной оценки различий в бактериальной нагрузке образцов из исходной и хранимой воды в соседних населенных пунктах мы оценили размер выборки (с 80% степенью и 0.05 альфа) 45 домохозяйств, которые мы скорректировали до 49 с учетом потерь от последующего наблюдения. Приблизительная карта исследуемого сообщества была нарисована с помощью местного переводчика, и сообщество было разделено на квадранты примерно равного размера. Приблизительно одинаковое количество домохозяйств в каждом из этих квадрантов было отобрано для исследования приемлемости. Выбор был основан на доступности и не был случайным. Домохозяйства имели право на участие в исследовании, если в ответ на это первоначальное исследование соответствия женщина-глава домохозяйства сообщила, что в своем домохозяйстве они «всегда» или «почти всегда» кипятили воду перед тем, как пить.После получения полной информации об исследовании, все 49 домохозяйств, к которым обращались в ходе исследования приемлемости, имели право участвовать в исследовании и дали свое согласие на участие в нем.

Обследования домашних хозяйств.

Во время первоначального посещения для определения соответствия критериям участия женщина-глава участвующего домохозяйства предоставила информацию полевому исследователю, который выполнил предварительное структурированное обследование. Анкета заполнялась на испанском языке, если участник говорил по-испански или устно переводил на местный язык, чудж, местный переводчик-женщина, если это был основной язык общения.Информация включала демографические данные домохозяйств, методы сбора, очистки и хранения воды, методы гигиены и средства санитарии. Однажды в течение периода исследования каждое участвовавшее домохозяйство предоставило информацию в ответ на второй опрос, сосредоточив внимание на способе кипячения в доме (определение кипячения, частота, тип используемого топлива, количество воды, кипяченной за день, время, способ закупки топлива и др.).

Описание кипячения.

Удобная выборка, представляющая 20% участвующих домохозяйств, была отобрана случайным образом для описания того, как они обычно обрабатывают воду.Пошаговые описания были предоставлены лицом, которое якобы проводил кипячение. Этот подход был принят вместо прямого наблюдения или демонстрации кипячения, потому что в большинстве случаев вода была на огне большую часть дня. Необходимо регистрировать данные о количестве кипяченой воды на партию, используемом топливе и плите, продолжительности кипячения и использовании крышки, а также действиях исполнителя во время кипячения, а также об использовании печи до и после кипячения. .

Отбор и анализ проб воды.

Начиная с визита в каждую участвующую семью и продолжая раз в неделю в течение следующих 4 недель, две пробы воды объемом 125 мл (одна из неочищенной исходной воды, которую домовладелец собрал для использования в доме, и одна из воды, которую домовладельцев, идентифицированных как хранимая кипяченая питьевая вода) были собраны и проанализированы на наличие термотолерантных колиформных бактерий (TTC), установленного Всемирной организацией здравоохранения (ВОЗ) индикатора фекального загрязнения. ³ Все посещения участвующих домохозяйств не были объявлены.Образцы воды хранили на льду и анализировали в течение 4 часов с использованием метода мембранной фильтрации в соответствии со Стандартными методами исследования воды и сточных вод. ¹¹ Образец воды пропускали через мембранный фильтр 0,45 мкм (Millipore, Bedford, MA) и инкубировали на мембранной лаурилсульфатной среде (Oxoid Limited, Basingstoke, Hampshire, UK) при 44 ± 0,5 ° C в течение 18 часов в Oxfam. Портативный инкубатор Delagua (Институт Робенса, Университет Суррея, Гилфорд, Суррей, Великобритания).Количество желтых колоний подсчитывали и регистрировали как отдельные TTC и сообщали как количество колониеобразующих единиц (КОЕ) на 100 мл анализируемой пробы воды. Чашки, которые давали КОЕ, которых было слишком много для подсчета (TNTC), были указаны как 300 TTC / 100 мл для целей нашего анализа.

Анализ данных.

Поскольку количество бактерий имеет тенденцию к асимметричному распределению, статистический анализ был проведен после преобразования подсчетов TTC в их значения log 10, чтобы удовлетворить предположение о нормальности.Только для этой цели значения счетчика TTC, равные 0, присвоили значение 1, чтобы не потерять данные при преобразовании журнала. Парный тест t был использован для анализа количества ТТС парных (исходной и питьевой) проб воды. Для изучения возможных связей между количеством бактерий в образцах кипяченой воды и характеристиками домохозяйства использовалась модель линейной регрессии с поправкой на повторные пробы в пределах одного и того же домохозяйства.

Этика и согласие.

Исследование было рассмотрено и одобрено этическим комитетом Лондонской школы гигиены и тропической медицины.Перед началом исследования потенциальные участники получили полную информацию о рисках, ожиданиях и обязательствах домовладельцев, участвующих в исследовании, и имели возможность задать и получить ответы на любые вопросы. Информированное письменное согласие было получено от главы домохозяйства (обычно старшего мужчины) в начале исследования.

Результаты

Демографические и домашние характеристики.

После потери четырех домохозяйств для последующего наблюдения (одно из-за отказа продолжить без материальной компенсации, два из-за того, что они перешли на использование фильтра, предоставленного другим исследованием, а третье из-за отсутствия во время посещений) , данные были собраны из 45 домохозяйств, в которых проживает 289 человек (в среднем 6.4 человека на семью). Данные обследований домашних хозяйств обобщены в. Большинство домохозяйств (91%) были построены из цемента и имели в среднем 4,2 комнаты (2,2 спальни). Все домохозяйства имели средства санитарии, в основном подключенные туалеты (80%) или выгребные ямы (20%). Все домохозяйства, кроме одного, имели доступ к коммунальной системе водоснабжения (44,4% имели доступ к крану в помещении и 53,3% — к крану на улице). Питьевая вода в основном хранилась в алюминиевой посуде (77,8%), и в большинстве случаев емкость закрывалась крышкой (97.8%). Чуть более двух третей населения набирают питьевую воду из емкости для питья, окунув чашку или стакан, а оставшаяся треть наливает воду в емкость для питья. Большинство домохозяйств сообщили о мытье рук после дефекации (95,6%) и перед приготовлением пищи (100%). Однако мытье рук после удаления детского стула было менее распространенным (8,9%). Подавляющее большинство домохозяйств сообщили об использовании мыла для мытья рук (91,1%), и в большинстве этих домохозяйств (97,6%) мыло было в наличии на момент посещения.

Таблица 1

Демографические характеристики

9097 9097 Население39 Размер домохозяйства (средний, 95% ДИ ^*)

5 9039
5 Дерево 9097 9097 9097 Емкость для питьевой воды

5 9097 для питьевой воды

100 9097 9097

9097 100 9097 909

	N	%
Количество домохозяйств	45
6,4 (5,5–7,30)
Всего комнат (среднее значение, 95% ДИ)	4,2 (3,5–4,9)
Всегоспален (среднее значение, 95% ДИ)	2.2. (1,7–2,8)
Домостроение
Грязь	1	2,2
Цемент	41	91,1
Санитария
Туалет с выгребной ямой	9	20,0
Подключаемый туалет	36	80.0
Источник воды
Внутренний кран	20	44,4
Наружный кран	24	53,3

Ведро	4	8,9
Алюминиевый горшок	35	77,8
канистра	1 канистра	12
Бочка	1	2,2
Прочее	4	8,9
Крытый резервуар для питьевой воды	44	97,8
Перелейте из сосуда в чашку	16	35,6
Погружной стакан в сосуд	29	64,4
Гигиена, полученная за последние 6 месяцев	10 9040.2
Мытье рук
После дефекации	43	95,6
Перед приготовлением пищи	45
Мытье рук с мылом	41	91,1

Сообщенные методы кипячения.

Характеристики кипения представлены в.Все домохозяйства сообщили о том, что они кипятят питьевую воду, что является условием соответствия критериям отбора, и ни одно из них не сообщило о применении каких-либо других средств очистки воды, хотя два домохозяйства перешли на фильтрацию в течение третьей недели исследования. В ходе неофициальных интервью с местными медицинскими работниками и учителями, а также во время заполнения анкеты, было отмечено, что в обществе сложилось общее мнение о том, что недопустимо пить неочищенную воду непосредственно из-под крана и что ее следует кипятить перед употреблением. .На вопрос, кто рекомендовал или какие факторы руководствовались практикой кипячения, 35,6% домохозяйств ответили, что их мать или родственник оказали на них влияние, тогда как 28,9% ответили, что правительство или радиореклама руководствовались таким поведением, а 17,8% сообщили, что друг или сосед повлиял на них. Было отмечено, что многие участники вспомнили радиообъявления, призывающие к кипячению воды для борьбы с холерой, выпущенные в конце 1980-х — начале 1990-х годов.

Таблица 2

9097 90971 9097 9097

97 9097 Собирать в лесу9

5 и отопление 9097 при кипячении

Рекомендация / Мотивация кипения9

Мать / родственник

35,6

Врач / медицинский работник

8,9

Друг / сосед

5 17,8

8,9

Определение кипения

Пока не начнется поверхностное кипение

53,3

Пока от основания не начнут подниматься пузырьки

До тех пор, пока пары не начнут подниматься на поверхность

11,1

Небольшое нагревание

24,4

Характеристики топлива

Тип топлива

Дрова

97,8

Газ

2,22

Источник топлива

Покупка в магазине

13,3

Доставка на дом

55,6

Прочее

2,2

Женщина — глава семьи

5,3

Мой супруг / отец / тесть

47,4

Супруг и сын

5.3

Головка с внутренней резьбой и прочее

15,8

Большая часть / вся семья

26,3

Другие цели топлива, используемого для кипячения

100

Варочный цех

Ответственный за кипячение

Женщина — глава семьи 71

Женская голова или другое

4,4

Моя мать / сестра

11,1

Моя супруга

4,4

97 дней

Один

33,3

Два

42,2

От трех до пяти

24.4

Заполнение емкости

Наполовину заполнено

2,2

Полностью заполнено

97,8

Среднесуточное кипячение воды в день (95% ДИ) ^*

14,9

(12,0 л – 17,7 л)

Время кипячения

Горшок оставлен на всю плиту

52.3

Котел оставлен на длительное время на плите (до 8 часов)

29,5

Снимается после кипячения

18,2

8 Последующее кипячение

Перекачка воды после кипячения

31,1

Способ перекачки

Погружной резервуар / ковш

Питьевая емкость с погружением

28,6

Наклоните емкость

57,1

Смешайте кипяченую воду с некипяченой водой

335 479 908 908 — четыре из 45 домохозяйств (98%) указали, что древесина является основным источником топлива для кипячения воды; остальные домохозяйства сообщили об использовании газа. Без учета потребителя газа 30% собирали древесину в лесу, 11.4% купили его в магазине, а 57% доставили домой. Непоставленную древесину обычно собирал член семьи мужского пола. Все домохозяйства сообщили об использовании одного и того же источника топлива для приготовления пищи и обогрева помещений.

Варкой обычно занималась женщина — глава домохозяйства (66,7%), ее мать (6,7%) или сестра (4,4%). Среднее количество кипячений воды в день составляло 2,0 (диапазон 1–5), а средний размер емкости составлял 7,8 л (диапазон 2–12 л), что в среднем составляет 14,9 л в день (диапазон 3.75–50 л). Чуть более половины домохозяйств определили кипение как поверхностное кипение, тогда как 22,2% определили его как пузырьки на дне кастрюли или когда пар начинает подниматься. Остальные 24,4% определили кипение как «небольшое потепление». Однако на вопрос о времени, в течение которого вода оставалась на источнике тепла, более 50% домохозяйств ответили, что горшок будет оставлен на весь день на обычно используемой плите, plancha . Двадцать четыре процента домохозяйств оставили бы его на длительный период времени над источником тепла (в среднем 3.6 часов, диапазон 0,1-8 часов), тогда как только 17,8% сообщили об удалении воды после достижения точки кипения. Для этой более поздней группы среднее общее время кипячения составило 21,6 мин (диапазон 5–60 мин). Все домохозяйства сообщили о выполнении какой-либо другой деятельности во время кипячения, 95,6% сообщили о работе по дому, тогда как оставшиеся 4,4% сообщили о совмещении работы по дому с экономической деятельностью внутри дома. Часто можно было наблюдать, что, когда участников спрашивали, «сколько времени нужно воде, чтобы закипеть?» и «как долго вы нагреваете воду после закипания?» они казались сбитыми с толку и не знали, как ответить на эти вопросы, предполагая, что участники не следят активно за кипением воды.

Только одна треть домохозяйств сообщила о переливании воды в другую емкость после того, как вода закипела. В более чем половине случаев вода перемещалась путем наклона емкости, тогда как в 28,6% домохозяйств емкость для хранения погружалась в котел для кипячения или небольшой сосуд / ковш использовался для перемещения кипяченой воды (14,3%). Треть домохозяйств сообщила о смешивании кипяченой воды с некипяченой водой, что является потенциальным источником загрязнения после обработки.

Подробное описание кипячения.

Подробные описания методов кипячения были получены от 10 (22%) участвующих домохозяйств. Каждый кипятил воду в помещении над plancha , дровяной печью с металлической пластиной с тремя или шестью круглыми пластинами, которые можно было снять, чтобы горшок находился в прямом контакте с источником тепла. Домовладельцы сообщили, что они не будут активно следить за тем, чтобы вода достигла кипения, а вместо этого сообщили, что горшок будет помещен над дровяной печью и оставлен на огне большую часть дня, иногда перемещаясь вокруг дровяной печи, и таким образом подвергается воздействию тепла разной интенсивности.Во всех случаях вода для кипячения собиралась непосредственно из-под крана, хотя одно домохозяйство сообщило, что время от времени использовалось ведро с накопленной водой. Участники сообщили о выполнении других задач в процессе кипячения. Это включало либо приготовление кофе или еды, уборку или стирку, либо продажу предметов домашнего обихода. Во всех случаях один и тот же источник топлива использовался для приготовления пищи или нагрева большего количества воды, либо дополнительной питьевой воды, либо воды для приготовления пищи или купания.

Качество воды.

Пробы воды были взяты из пяти из девяти сборных резервуаров и одного распределительного резервуара, к которому был предоставлен доступ. Три из этих резервуаров дали отрицательный результат на TTC, тогда как в остальных трех было 3, 204 и 364 TTC / 100 мл, соответственно (общее геометрическое среднее 7,8 TTC / 100 мл), что свидетельствует о некотором загрязнении источника. показывает количество TTC образцов из исходной и очищенной воды при посещении. Источник воды был постоянно загрязнен, но от низкого до среднего уровня с общим средним геометрическим 15.8 TTC / 100 мл (95% ДИ: 11,88–21,04). Сохраненная кипяченая вода показала значительное улучшение микробиологического качества со средним геометрическим значением 2,1 TTC / 100 м (95% ДИ: 1,73–2,65). Анализ парных проб воды для каждого домохозяйства показал снижение TTC на 0,88 Log ₁₀ (95% ДИ: 0,74–1,02) после обработки; это эквивалентно сокращению TTC на 86,2%.

Таблица 3

Среднее геометрическое количество ТТС в образцах исходной и кипяченой питьевой воды, взятых в исследуемых домохозяйствах при каждом из пяти посещений и в целом (ТТС / 100 мл) ^*

21 6,408 2,408 2,408 2,408 2,501 90

97 <0,001

	Исходная вода			Питьевая вода			Логарифмическое снижение TTC
	N	Среднее значение	95% ДИ	N	Среднее	95% ДИ	N пар	N пар CI	P значение
Круглый 1	48	17.1	9,23–31,74	44	1,8	1,17–2,67	44	1,02	0,74–1,31	<0,001
,24	8		8	45	2	1,21–3,22	45	0,81	0,51–1,12	<0,001
Круглый 3	44	12,2		1,32–3,34	41	0,71	0,38–1,04	<0,001
Круглый 4	44	22,8	11,89–43. 77	41	2,3	1,40–3,92	41	1,01	0,66–1,36	<0,001
Круглый 5	40	15,3	15,3	15,3	1,56–5,03	35	0.84	0,49–1,18	<0,001
Все	224	15,8	11,88–21,04	206	2,1	1,73–2,65

представляет процентное соотношение проб воды по обычно используемому уровню категории риска фекального загрязнения: 0 TTC / 100 мл (в соответствии с рекомендациями ВОЗ), 1–10 TTC / 100 мл (низкий риск), 11 –100 TTC / 100 мл (средний риск), 101–1000 TTC / 100 мл (высокий риск) и> 1001 (очень высокий риск).¹² В целом 71,4% образцов кипяченой воды не содержали ТТС, а 10,7% попали в категорию низкого риска от 1 до 10 ТТС / 100 мл. Лишь небольшая часть (4,9%) была классифицирована как группа высокого риска, и ни у одного из них не было уровня загрязнения выше 1000 TTC / 100 мл. Напротив, только 23,7% исходной воды не содержали ТТС и 21,4% относились к категории высокого риска, что в четыре раза больше, чем у кипяченой воды. Лишь небольшая часть (2,7%) была отнесена к группе очень высокого риска. Уровни загрязнения парных проб воды положительно коррелировали ( r = 0.206, P = 0,003). После корректировки для повторных измерений с течением времени образцы кипяченой воды, которые были перенесены в другой контейнер, были связаны с небольшими, но значительно более низкими уровнями загрязнения (среднее геометрическое 1,4 против 2,7, значение P <0,05). Смешивание кипяченой воды с некипяченой водой или длительность работы над источником тепла не были существенно связаны с фекальным загрязнением.

Доля проб воды по категориям риска (источник N = 224, N кипяченая = 206).

Обсуждение

Наши результаты показывают, что практика кипячения в исследуемом сообществе значительно улучшает микробиологическое качество воды, но не устраняет полностью потенциальный риск патогенов, передающихся через воду. Хотя наблюдаемое здесь сокращение на 86,2% ниже, чем сокращение на 99% и 97%, о котором сообщалось в аналогичных исследованиях в Индии и Вьетнаме, ⁶ ^, ¹³, это в значительной степени было функцией более низкого уровня загрязнения исходной воды. ; средний уровень загрязнения хранимой кипяченой воды был аналогичным в Гватемале (2.2 TTC / 100 мл) по сравнению с Индией (4,2) и Вьетнамом (5,8). Как и в предыдущих исследованиях, мы также наблюдали существенное изменение профиля риска обработанной воды по сравнению с хранимой. Более 70% проб кипяченой воды не содержали ТТС, только 4,9% проб содержали высокие (101–1000) уровни, и ни один не содержал очень высоких (> 1000) уровней.

Важно отметить, что эти результаты отражают эффективность метода очистки воды, который на самом деле применяется в удаленном уязвимом сообществе. Это контрастирует с последними исследованиями, в которых проводились краткосрочные, основанные на исследованиях вмешательства, которые обычно сопровождаются кампаниями по обучению и поощрению домашних хозяйств к использованию продвигаемого метода.В Гватемале, как и во Вьетнаме и Индии, кипячение не только эффективно, но и широко и последовательно практикуется без какой-либо очевидной необходимости в недавних вмешательствах. Это говорит о том, что долгосрочное использование методов HWT может обеспечить питьевую воду улучшенного качества, хотя, возможно, и не в соответствии с самыми строгими руководящими принципами.

В то время как результаты, представленные здесь, соответствуют нашим предыдущим исследованиям, другие аналогичные исследования, сфокусированные на внешнем вмешательстве и усилиях по продвижению, сообщили о незначительном или нулевом влиянии на микробиологический эффект рутинных методов HWT, ⁷ ^— ⁹ ^, ¹⁴ предполагая, что эффективность этих практик в том виде, в каком они выполняются дома, может значительно различаться.

Поскольку методы кипячения, о которых сообщали участники исследования, предполагали, что они нагревали воду до уровней, достаточных для уничтожения TTC, кажется вероятным, что наблюдаемые уровни загрязнения в хранящейся воде были вызваны повторным загрязнением кипяченой воды. Повторное загрязнение является распространенной проблемой, когда, как здесь, в процессе обработки не остается остаточного дезинфицирующего средства (как при хлорировании), а подходящие емкости для безопасного хранения не всегда доступны. ¹⁵ Участники сообщили, что они смешивали кипяченую воду с некипяченой водой и погружали чашку в емкость для сбора воды — методы, которые с большой вероятностью могут привести к повторному заражению.¹⁶ Хотя здесь не наблюдалось статистической связи между этими методами и микробиологическим качеством воды, это исследование не имело возможности выявить статистически значимые связи с такими потенциальными ковариатами. Однако переливание кипяченой воды во второй контейнер показало небольшое, но значительное снижение уровня загрязнения.

Способ кипячения воды в этой сельской гватемальской общине отличался от способов, описанных в Индии и Вьетнаме.Хотя воду кипятили в таких условиях только в течение коротких периодов времени и обычно снимали с огня (или огонь гасили) вскоре после бурного кипения, в Гватемале кипячение обычно продолжалось бесконечно. Возможно, это могло быть связано исключительно с разницей между печью plancha в Гватемале и однокорпусными очагами или печами, которые, как сообщается, использовались в Индии и Вьетнаме. Это различие в практике может затруднить оценку стоимости кипячения и потенциальной экономии топлива и улучшения качества воздуха в помещениях, которые можно было бы получить в Гватемале путем перевода котлов на альтернативные методы, такие как фильтрация, солнечная дезинфекция или хлорирование.

Было отмечено, что в целом 8% домохозяйств не имели кипяченой воды на момент посещения. Это говорит о том, что домохозяйства могут не очищать воду постоянно и, возможно, дополнять потребление воды неочищенной водой. Однако эти значения ниже, чем где-либо еще. ¹⁷ ^, ¹⁸ Кроме того, иногда наблюдали, как некоторые люди пьют воду из-под крана, например, при мытье лица, и также подозревали, что дети иногда пьют из-под крана.Несогласованность использования HWT наблюдалась другими исследователями ¹⁸ ^— ²⁰, но, к сожалению, мы официально не собирали никаких данных по этому аспекту кипячения. Недавняя работа выдвинула на первый план риск возвращения на короткие периоды времени к неочищенной питьевой воде, влияние, которое это может иметь на это сообщество, неясно. ²¹

Это исследование имеет важные ограничения, которые влияют на обобщаемость результатов. Во-первых, исследовательское сообщество было выбрано не случайно и может не быть репрезентативным для страны в целом, а тем более для других стран и условий.Во-вторых, исследование проводилось в течение относительно небольшого периода времени в сезон дождей; микробная нагрузка в исходной воде обычно увеличивается в сезон дождей, что может повлиять не только на качество исходной воды, но и на методы очистки воды в домашних условиях. В-третьих, кипячение и последующее кипячение, хранение и использование воды культурно различны, и можно ожидать, что они будут значительно различаться между странами и этническими группами. В-четвертых, исследуемая популяция в этом случае не пострадала от стихийных бедствий, перемещения или других чрезвычайных ситуаций; Полевые испытания, по сообщениям, кипяченой воды при аварийном реагировании показали более высокие уровни загрязнения.²² Наконец, хотя были предприняты усилия для подтверждения результатов опроса прямым наблюдением, невозможно оценить влияние исследования на участников исследования и наблюдаемое поведение.

Несмотря на эти ограничения, наши результаты в целом согласуются с предыдущими исследованиями микробиологической эффективности кипячения и постоянства практики среди популяции котлов, о которых сообщают сами. В этом отношении он предоставляет дополнительные указания о том, как на самом деле проводится кипячение — наиболее распространенная практика очистки воды в домашних условиях.Он также предлагает потенциальные возможности для оптимизации практики и дополнительно характеризует этот эталон очистки воды в домашних условиях.

энергоэффективность — что экономичнее — использовать горячую воду перед кипячением или довести до кипения холодную?

Экономически разница неактуальна. Допустим, вам нужно вскипятить один литр воды. Удельная теплоемкость воды составляет около 4,2 джоуля на грамм градуса Цельсия. Это означает, что на каждый грамм воды, которую мы хотим сделать горячее на 1 ° C, мы должны предоставить один джоуль энергии.Литр — это 1000 граммов, и допустим, холодная вода начинается с 15 ° C, а мы хотим закипеть до 100 ° C.

Итак, нам нужно повысить температуру 1000 г воды на 85 ° C. Требуемая энергия: 1000 г * 85 ° C * 4,2 Дж / (г ° C) = 357000Дж = 357 кДж

Итак, в моем последнем счете за природный газ я использовал 1900 кубических футов газа за 24,56 доллара США. Это 1,29 цента за кубический фут. Один кубический фут содержит около 1000 кДж энергии. Таким образом, энергия природного газа стоит 0,00129 центов за кДж.

Далее, мы должны учитывать эффективность. 90% или более энергии газа доступно в виде тепла при простом сгорании, но если вы положите руку на плиту, легко почувствовать, что большая часть этого тепла не уходит в воду. Фактическая эффективность будет во многом зависеть от вашей плиты и посуды, но давайте просто скажем, что эффективность составляет 5%. Это увеличивает нашу потребность в энергии до 357 кДж / 0,05 = 7140 кДж .

Затем мы можем рассчитать общую стоимость: 7140 кДж * 0.00129 = 9,2 цента . Это такие крошечные затраты, что любое обсуждение экономии носит чисто академический характер.

Тем не менее, использование горячей воды из-под крана не сильно сэкономит. Скажем так, у вас есть волшебный водонагреватель, который бесплатно делает горячую воду. Однако он не кипит: часто рекомендуемая температура составляет 120 ° F или 49 ° C. Если принять наше предыдущее предположение о температуре холодной воды 15 ° C, это означает, что водонагреватель поднял температуру на 34 ° C, а печь оставила поднимать ее еще на 51 ° C.Так что, имея волшебный водонагреватель, ваши затраты в лучшем случае можно сократить на 40%. Конечно, это не учитывает:

Вся вода, которую вы используете в ожидании нагрева крана, тратится впустую горячей воды, которая просто остается в трубе, когда вы закончите.
Водонагреватели — это не волшебство. (типичный КПД от 70% до 98%)
В дополнение к энергии, необходимой для нагрева воды до кипения, требуется довольно много энергии, чтобы заставить воду продолжать кипение , что должно происходить на плите.

Все это разрушает повышение эффективности использования водонагревателя. Если ваш обогреватель не особенно эффективен, а труба, ведущая к водопроводному крану, длинная, возможно, будет на меньше , чтобы начать с горячей водой.

Если ваша цель — эффективность, лучше всего будет повысить эффективность нагрева воды на плите на 5%. Это можно сделать, добавив в кастрюлю теплообменник, который обычно используется в походной посуде:

Я также видел в одном из тех дорогих кулинарных магазинов в торговом центре кастрюлю с теплообменником более традиционной конструкции, напоминающей кухню.

Лучший способ кипячения воды: Nitty-Gritty

В: Как лучше всего вскипятить воду в современном доме? Что лучше использовать микроволновую печь, электрочайник, газовую плиту или электрическую плиту? Кроме того, есть ли правда в представлении о том, что после того, как вода была вскипячена, ее нельзя снова кипятить — тем самым тратя ее впустую?

На вопрос Эрин Крейг, ’84, Пало-Альто, Калифорния.

Основы кипячения

Кипячение воды может быть самой простой из всех кухонных задач, и если вы не управляете чайным домиком, это не намного больше чем запоздалая мысль в вашем общем использовании энергии.Тем не менее, многие аспекты энергопотребления связаны с обманчиво простым вопросом о том, как лучше всего кипятить воду. Ответ начинается с того, откуда берется ваша энергия.

Электроэнергия может быть произведена путем сжигания угля или природного газа, в результате ядерных реакций или плотин гидроэлектростанций, или из новых возобновляемых источников энергии, таких как энергия ветра и солнца. По данным U.С. Министерство энергетики. Он также является наиболее загрязняющим, производя 93 процента выбросов диоксида серы и 80 процентов выбросов оксида азота, производимых электроэнергетической отраслью. Следующим по популярности является природный газ, на который приходится еще 23 процента поставок электроэнергии в США. Хотя природный газ значительно меньше загрязняет окружающую среду, чем уголь, он по-прежнему является основным источником выбросов парниковых газов.

Повторное кипячение или не повторное кипячение

Предупреждение против повторного кипячения воды, вероятно, восходит к тем временам, когда источники воды были более подозрительными.Кипяток убивает потенциально опасных микробов и паразитов, но также может концентрировать неорганические яды. Если вы используете чистую воду, вы можете повторно кипятить ее столько раз, сколько захотите — это не повлияет на вкус или ваше здоровье. Однако, если ваша вода поступает из колодца, все ставки отменены. Некоторые грунтовые воды содержат нитраты, содержащиеся в удобрениях, и мышьяк, которые могут образовываться естественным путем или в виде стоков с ферм и промышленных предприятий. Кипячение воды увеличивает концентрацию этих загрязняющих веществ. Чем чаще вы повторно кипятите воду, тем выше концентрация и выше риск.Большая часть городской воды не содержит достаточного количества нитратов, чтобы вызвать риск для здоровья, и город Пало-Альто принял все государственные и федеральные санитарные стандарты питьевой воды.

Но если вы думаете о повторном кипячении воды, это означает, что, как и многие люди, в том числе ваш покорный слуга, вы часто кипятите больше воды, чем вам нужно. Каким бы тривиальным ни казалось это «перекипание», потраченная впустую энергия может быстро накапливаться: по данным UK Energy Saving Trust, перекипание в Соединенном Королевстве приводит к потере энергии, достаточной для освещения примерно трех четвертей уличных фонарей в стране.

Английская компания EcoKettle решает проблему или лень кипячения ненужной воды с помощью небольшого технологического решения. Вы наполняете электрический чайник, который выглядит как кувшин с фильтром Brita, до максимума, а затем с помощью рычага выбираете, сколько чашек воды вы хотите вскипятить. EcoKettle нагревает только это количество.

Рейтинг вашего выбора кипячения

Вот как различные методы кипячения ранжируются с точки зрения энергоэффективности, согласно Йонасу Кеттерле:

Электрический чайник или индукционная варочная панель, работающая от возобновляемых источников энергии (солнечные панели на крыше)
Электрическая плита работает на возобновляемых источниках энергии (солнечные батареи на крыше)
Газовая плита
Электрочайник с сетевым электричеством
Электроплита с сетевым электричеством
Микроволновая печь

Газовая плита мгновенно дает горячее пламя, и источник тепла исчезает, как только ручка выключается.Когда чайник свистит и вы выключаете электрическую плиту, он все равно нагревает воздух над плитой без надобности. Электрическая плита требует больше энергии и времени для нагрева, поэтому для нагрева воды внутри чайника требуется больше времени. Однако электрическая плита более эффективно передает энергию чайнику. По данным Министерства энергетики США, газовая горелка передает в кастрюлю только около 35 процентов своей тепловой энергии, тогда как электрическая плита передает около 70 процентов.Но эффективность электроплиты в доме компенсируется неэффективностью производства электроэнергии на заводе.

Различные типы газовых и электрических плит потребляют разное количество энергии. У газовой плиты либо электророзжиг, либо стояк (пламя всегда горит). Неудивительно, что постоянный пилот увеличивает потребление энергии более чем вдвое, согласно данным Американского совета по энергоэффективной экономике. Электроплита обычно имеет либо сплошной диск, либо открытый змеевик.Диск обеспечивает лучший контакт поверхности с кастрюлей или чайником и, таким образом, более эффективно нагревает его. Также важно очистить чайник. Использование кипящей воды и уксуса удаляет минеральные отложения, снижающие энергоэффективность.

Самый простой способ ограничить свое воздействие на окружающую среду — это измерить точное количество воды, которое нужно вскипятить для чая. Это также защитит вас от любых неблагоприятных последствий кипячения воды в случае небезопасного водоснабжения.И это так просто, у вас должно быть достаточно (личной) энергии, чтобы решить еще несколько энергетических задач.

ДЭВИД КАРИНИ получил степень магистра коммуникаций в 2010 году.

Горящее желание эффективности | Сделай математику

Вы когда-нибудь задумывались, насколько эффективно нагревать воду? Конечно, есть! Когда-нибудь измеряли это? Ого, мистер, теперь вы зашли слишком далеко!

Недавно я разработал лазерно-фототранзисторный манометр, чтобы контролировать циферблат моего счетчика природного газа — как и вы.В качестве дополнительного преимущества я получил хорошие данные о том, сколько энергии уходит на различные виды бытового использования природного газа. Используя это, я смог выяснить, сколько энергии требуется, чтобы нагреть воду на плите, приготовить что-нибудь в духовке или нагреть воду для душа. Зная теплоемкость воды, я могу вычислить эффективность нагрева по своим измерениям. Что может быть веселее? Я поделюсь результатами, некоторые из которых меня удивили.

Основы отопления

Количество энергии, необходимое для нагрева воды, настолько хорошо известно, что составляет основу для нескольких важных единиц энергии.Например, калорийность — это количество энергии, необходимое для нагрева одного грамма (1 м²) воды на 1 ° C. В качестве простого расширения 1 ккал = 4184 Дж (часто калорийность с заглавной буквы C) — это количество энергии, необходимое для нагрева одного килограмма (или литра) воды на 1 ° C. Аналогично, 1 британская тепловая единица = 1055 Дж — это количество энергии, необходимое для нагрева одного фунта воды на 1 ° F.

Итак, если я хочу довести 500 м3 воды от температуры 18 ° C до кипения, мне нужно потратить 82 × 0,5 ккал, чтобы выполнить работу, или 171,6 кДж.

Измерение газа

Мой счетчик природного газа обычно не привлекает с моей стороны особого внимания — он говорит что-то о таком помешанном на измерениях / данных человеке, как я.Причина в том, что счетчик не дает достаточно информации для отслеживания небольших расходов без бдительного контроля. Как объясняется в сообщении с контрольными лампами, есть шкалы, которые делают оборот один раз через каждые полкубические футы и два кубических фута, а затем совершают прыжок на 1000 кубических футов. Скачок настолько велик, что невозможно подойти к измерителю и с первого взгляда узнать, сколько оборотов сделали шкалы высокого разрешения с момента последнего взгляда.

Вместо того, чтобы парковаться на улице в течение нескольких дней, чтобы следить за своим газовым манометром, я купил лазерную указку в виде игрушки для кошек и модифицировал ее, чтобы она питалась от постоянного 5-вольтового источника питания.Я направил лазер на циферблат ½ CF, чтобы черная стрелка прерывала луч один раз за оборот. Затем я установил фототранзистор, чтобы «наблюдать» за лазерным пятном, и настроил чувствительность так, чтобы игла могла надежно изменять фототок. Лазер и детектор вставляли в предварительно просверленный фанерный блок, чтобы они указывали на одно и то же место на циферблате, а затем прикрепляли к измерителю. Полотенце для посуды создавало препятствия для окружающего света, а пластиковый пакет для покупок давал ему некоторую скромную защиту от дождя и некоторую нечеткость.К счастью, информация о наших счетчиках газа теперь передается в цифровом виде. Я не могу представить, как отреагирует считыватель счетчика, если он подойдет к этому устройству ловушки для хлопков (светится красным по ночам, не меньше).

Устройство, прикрепленное к счетчику газа. Из лазера видно красное свечение. Зеленый / черный провода идут к фототрансистору.

Крупный план, показывающий лазерное пятно, освещающее циферблат размером в полкубометра, готовое уловить прохождение темной стрелки. См. Также изображение того же измерителя лицом к лицу на световом посту.

Я хранил электронику в гараже (снаружи были только лазер и датчик), вместе с блоком сбора данных и компьютером для регистрации серий непрерывных выборок (3-х секундных выборок было достаточно). Не самый элегантный способ получить данные, но я использовал то, что было у меня под рукой. И это сработало. И сюжеты хороши.

Здесь мы видим контрольную лампу нагревателя горячей воды, заставляющую цепь датчиков периодически реагировать. Каждый раз, когда игла проходит перед лазером, напряжение датчика возрастает.Игла может немного дергаться, поэтому она залипает и соскальзывает, в результате чего некоторые шипы становятся низкорослыми и резкими. На этом графике десять оборотов охватывают 11,2 часа. При 510 БТЕ на оборот это соответствует 133 Вт непрерывной мощности в пилотном режиме.

В большинстве случаев световой индикатор водонагревателя создает нашу единственную потребность в газе. Летом даже наша душевая, пусть и скромная, пилот устраивает. На графике выше мы можем видеть периодическую сигнатуру иглы, прерывающей лазер, а также синусоидальное поведение между пересечениями иглы.Неумышленно синусоида дает полезный сигнал о том, когда именно инициируется запрос на высокий расход (плита, духовка, обогреватель), так что не нужно ждать, пока не появится стрелка для первого показания. Синусоидальный рисунок предположительно возникает из-за рассеянного света на неровностях втулки иглы.

Даже без дополнительной выгоды от ступицы, можно определить, сколько газа было использовано, отметив, сколько циклов возникает между тяжелыми шипами пилота по сравнению с тем, сколько оборотов пилот сделал бы за тот же период.

Каждые пол-кубического фута газа эквивалентны 510 британских тепловых единицах, поскольку 100 кубических футов обеспечивают 1,02 термов, а тепловые единицы — 100000 британских тепловых единиц. Таким образом, каждый оборот составляет 538 кДж или 0,149 кВтч.

Плита Boil

Довольно предварительной подготовки. Я заманил вас обещаниями измерений эффективности, а вместо этого ушел в сторону какого-то безумного ученого.

Если я налью 500 м² воды в 4-литровую (примерно 4 ℓ) кастрюлю с медным дном и поставлю эту кастрюлю — без крышки — на самую большую конфорку и сделаю разрыв, какая у меня эффективность? Пламя в основном касается дна кастрюли, но, возможно, немного вьется по бокам.Есть догадки?

В основе этой серии лежат два тяжелых игольчатых лебедки с пилотным светом. Вскоре после первого пилотного всплеска газовая плита была включена, производя два быстрых всплеска и ускоренную периодическую сигнатуру в базовой линии. Между пилотными шипами проходит 65,3 минуты, за это время стрелка сделала три оборота. Обычно между пиками пилота (один оборот) проходит 67 минут. Таким образом, мы можем отнести 2,03 оборота к газовой плите, что составляет 1033 БТЕ, или 1,09 МДж. 1,95 минуты между шипами печки соответствуют скорости горения 15 700 БТЕ / час, около 460 из которых приходится на контрольную лампу.

Начиная с температуры окружающей среды 18 ° C (вода в состоянии равновесия) и нагрева до кипения, газовый счетчик показывает, что 1,09 МДж энергии было использовано сверх устойчивого горения от контрольной лампы водонагревателя со скоростью 4500 Вт (около 15000 БТЕ / ч). Между тем, для кипячения такого количества воды предполагалось всего 171,5 кДж энергии. Таким образом, КПД составил всего 16%.

Я был удивлен. Вы удивлены? Я имею в виду, что сжигание топлива само по себе очень эффективно. Горшок стоит прямо на пламени.Грязь простая. Что-то тепло уходит по сторонам, что-то идет на нагрев самой кастрюли, а пошло — 16% ?!

В другом тесте другой ночью я вскипятил 500 м3 воды, начиная с температуры 16,5 ° C, на горелке меньшего размера (1670 Вт, или 5700 БТЕ / ч). Я использовал тот же горшок, но на этот раз с крышкой. Я включил горелку на полную мощность, но ее меньший диаметр означал, что пламя вокруг дна кастрюли не было заметно. Хотите угадать, насколько эффективен этот режим? Я считаю, что этот режим настолько эффективен, насколько я могу использовать стандартные методы.Ответ: я использовал 640 кДж газа для чего-то, что должно было занять 175 кДж для эффективности 27%. Закрытый чайник на той же горелке дал тот же результат.

Хорошо, улучшение на 68% по сравнению с полностью открытой дроссельной заслонкой — это значительный выигрыш (хотя на это потребовалось почти вдвое больше времени). Но все же я был удивлен, что на горелке газовой плиты у меня осталось меньше 30%.

Между прочим, по скорости охлаждения после выключения горелки я понял, что вода, оставшаяся в открытом котле, теряла тепло примерно на 300 Вт из-за конвекции, излучения и, возможно, некоторой теплопроводности к решетке.Эти механизмы примерно пропорциональны ΔT между водой и окружающей средой, поэтому в среднем они достигают примерно 150 Вт во время линейного повышения температуры от окружающей среды до кипения. Это стоило бы 63 кДж в случае малой мощности (около 10% от общей суммы) или около 35 кДж в случае полной мощности (3% от общей суммы). Но корпус с крышкой на самом деле теряет тепло медленнее, чем показывают эти числа, поскольку коэффициент потерь основан на открытом горшке после завершения теста на кипячение.В любом случае потери от горшка для окружающей среды, по-видимому, играют относительно незначительную роль.

Как насчет микроволновок?

Хорошо, плита показала неутешительные результаты по эффективности. Но прямо над плитой у меня микроволновка. Наивно, я ожидал, что микроволновая печь будет примерно на 80% эффективнее передавать энергию воде. Идея такая: внутренняя часть микроволновой печи является хорошим отражателем для микроволн, поэтому они грохочут, пока не найдут поглотитель; а именно еда / вода.Конечно, в магнетронной трубке будет некоторая потеря генерации (я полагаю, она нагревается). И стены могут быть не идеальными отражателями, так что после двадцати отскоков может не остаться много энергии. Но все же 80% — верно?

На этот раз я налил 500 м² воды с температурой 18 ° C в пластиковую мерную чашку (63 г) и нагрел на полной мощности в течение 90 секунд, после чего измерил температуру. Температура воды достигала 50 ° C, потребляя 67 кДж энергии. Между тем, как Kill-A-Watt, так и TED (The Energy Detective) сказали мне, что я использовал 157 кДж электрической энергии.Это 43%, ребята. Да, я тоже разочарован. В более позднем тесте через 120 секунд была получена вода с температурой 60 ° C (на этот раз с 22 ° C) с расчетной эффективностью 40%.

Учитывая, что электричество часто получают из ископаемого топлива с эффективностью 30–40%, микроволновая печь (как я проверял) эффективна только на 15% в преобразовании тепла ископаемого топлива в нагретую воду. Это хуже, чем на плите, особенно в медленной и устойчивой версии.

Чайники электрические

А как насчет электрических чайников, в которых нагревательный элемент погружен в воду, непосредственно нагревая то, о чем вы заботитесь ? Вдобавок к этому у этих чайников часто есть изолированные стенки, чтобы тепло удерживалось там, где вы хотите.

Я взял на работу чайник и нагрел 500 м3 воды с 18 ° C. Я смог подвесить термометр в воде таким образом, чтобы не повредить крышку или носик. Через 152 секунды вода издавала множество счастливых пузырей, и термометр показывал 100 ° C, хотя, очевидно, он не был так хорошо откалиброван, как я ожидал, поскольку через 173 секунды он поднялся до 105 ° C. К тому времени вода явно закипела, и я выключил чайник на 210 с (я должен был дать ему выключиться самостоятельно, но потерял терпение из-за его неэффективной летаргии).

И Kill-A-Watt, и TED согласились, что чайник потребляет около 1440 Вт. Таким образом, хотя мне нужно 0,5 × 4184 × 82 = 171,5 кДж, чтобы поднять воду до кипения с 18 ° C, я потратил 219 кДж к тому времени, когда (ошибочное) показание термометра 100 ° C; 249 кДж к моменту полного бурного кипения; и 302 кДж к моменту выключения устройства. Используя среднее число, я вычисляю эффективность 69%. Я получаю 78%, если использую самое короткое время, когда я думал, что я закипел. Но к тому времени, когда я отключил его, мы упали до 57% и падали.Кто знает, как далеко он опустился бы, прежде чем отключился (пинаю себя, что я не знаю, , ).

Если отключение достаточно чувствительное, похоже, что электрические чайники имеют КПД 70% или выше. Казалось бы, другие методы выбивают из колеи — за исключением двух предостережений.

Первый — для микроволновки. Если вы получаете электроэнергию из ископаемого топлива, 70% эффективность превращается в 25% при превращении энергии ископаемого топлива в горячую воду.Плита конкурентоспособная.

Вторая оговорка заключается в том, что чайники иногда имеют довольно большую неэффективность из-за слабой практики наполнения. Чайник считается резервуаром. Немногие измеряют количество налитой воды. Пока достаточно , игра продолжается. Так что есть тенденция к переполнению. Вся вода нагревается. Только некоторые используются. Эта практика, вероятно, еще более распространена в коммунально-общих чайниках и может легко прорезать глубокую дыру в чистой эффективности. Напротив, микроволновая печь обычно нагревает ровно столько, сколько потребляется.Чайник с 50% -ным переполнением, выключающийся в собственное время сладкого, может легко опуститься до уровня, достигнутого микроволновой печью.

Водонагреватель

Пока мы говорим об эффективности нагрева воды, насколько хорошо мой газовый водонагреватель передает энергию сгорания в резервуар для воды? Похоже, все должно быть неплохо: мало мест, где можно отводить тепло, кроме воды (хотя дымоход действительно становится очень горячим).

С практической точки зрения эффективность страдает от медленных потерь тепла во время простоя и от потерь через стенки трубы во время доставки.В безрезервуарных приложениях можно избежать этих двух механизмов потерь. Но давайте разделим их и спросим только о прямой эффективности, с которой энергия сгорания попадает в воду в первую очередь. Для этого в ванну налил горячую воду до включения водонагревателя. Я позволил обогревателю завершить свою работу, затем подождал около часа, после чего набрал еще одну порцию горячей воды, пока обогреватель снова не включился. Таким образом, второй нагрев не должен был компенсировать длительную потерю тепла из резервуара.

Имейте в виду, этот эксперимент представлял собой необычно чрезмерное потребление горячей воды в нашем доме, но я сделал это для людей. И нам удалось насладиться купанием в придачу.

Замерил температуру воды, идущей из крана (только горячего), и из крана прямо на входе с улицы (рядом с водонагревателем тоже). Я использовал водомер на улице, чтобы измерить объемное потребление с точностью до 0,01 кубического фута (0,3 & # 8467). И, конечно же, счетчик газа сказал мне, сколько энергии было израсходовано.

На первой волне я использовал 1,39 фут3, или 39 ℓ, нагретый с 22 ° C до 53 ° C (напомните, чтобы я выключил тепло; я также должен отметить, что вода вышла на выходе при 50 ° C на первый розыгрыш, но он остыл в баке какое-то неизвестное время). Умножив эти точные числа на 4184 Дж / л / К, я вычислил потребность в энергии в 5,1 МДж. Между тем, мой газовый манометр сделал 17,15 оборотов при 510 БТЕ / оборот, что в сумме составляет 9,2 МДж. Эффективность составляет 55%.

При втором выводе — на этот раз, исходя из недавно нагретого бака, потребовалось 51 ℓ, прежде чем включился нагреватель, после чего шкала газа показала 19.15 витков. На этот раз спрос составил 6,6 МДж, а газа — 10,3 МДж. КПД 64%.

Я снова разочарован. Мне нужно перестроить свою интуицию о том, насколько просто направить тепло от пламени в воду по другую сторону металлической стены.

Бонусный раунд: газовая печь

Я серьезно сомневаюсь, что дойду до другого поста, в котором подробно рассказывается о том, что я узнал из своего газового счетчика с лазерным датчиком. Так что я запомню, что я узнал о своей газовой духовке.Сколько энергии нужно, чтобы «зарядиться»? Какая мощность для стабильной работы? Сколько эквивалентного времени «включено» требуется для фазы предварительного нагрева?

Я нагрел духовку до 425 ° F (218 ° C) при температуре окружающей среды 20 ° C. Для достижения заданного значения потребовалось 9,5 минут, за это время шкала полусферы на газовом счетчике сделала пять оборотов. С поправкой на световой поток контрольной лампы водонагревателя на это действие потребовалось 2480 БТЕ, или 2,6 МДж (0,72 кВтч). Горелка работала при мощности около 4800 Вт (16 300 БТЕ / час). После этого я обнаружил, что для поддержания температуры требуется стабильная мощность 1500 Вт: я оставил духовку неоткрытой и в покое на большую часть часа, чтобы убедиться, что я достиг равновесия — все ради эксперимента.Это означает, что на этапе предварительного нагрева используется то же количество энергии, что и в течение 30 минут непрерывной работы. Вам не нужны причудливые датчики, чтобы это сказать, если вы заметите, что время предварительного нагрева составляет 10 минут, и заметите, что горелка работает на одну треть времени во время стабильной работы.

Если вы разогреваете пиццу в духовке, для которой требуется десять минут приготовления, то только 25% всей энергии расходуется на режим приготовления, а остальные 75% — на предварительный разогрев. Если готовить что-то в течение часа, надбавка за предварительный нагрев снижается до 15%.

Хотя мне неловко раскрывать эффективность приготовления пиццы в духовке (поскольку это известно в моем доме), я обязан выполнить расчет. Допустим, я нагрею пиццу весом 383 г на 200 ° C (но ее теплоемкость находится между теплотворной способностью воды (на верхнем уровне) и более типичных материалов — скажем, 2000 Дж / кг / К. Поэтому мне нужно ввести 0,383 · 2000 · 200 = 153 кДж. Тем временем моя духовка нагревается в течение десяти минут, а затем пицца остается в духовке десять минут. Я считаю 2,6 МДж на предварительный нагрев и еще 0.9 МДж на время готовки. В итоге мне удается получить на пиццу 4,4% затраченной энергии. Если бы я вместо этого попробовал 6 минут в эквиваленте полной мощности в микроволновой печи (при 1750 Вт), я мог бы получить около 25% эффективности и вялую корку.

Сводная таблица

В этом посте разбросано много цифр. Вот таблица с моими результатами.

Активность	КПД	Скорректированный КПД
Кипящая вода на газовой плите, полный поток, без крышки	16%	–
Кипяток в той же кастрюле, меньшая конфорка, с крышкой	27%	–
Кипяток в чайнике на маленькой газовой горелке	27%	–
Нагревание воды в микроволновой печи	43%	15%
Кипяток в электрочайнике	50–80%	18–28%
Водонагреватель с учетом потери в баке	55%	–
Водонагреватель без потери бака	64%	–

Скорректированный КПД является эквивалентом ископаемого топлива, если электричество получено из ископаемых ресурсов (уголь, природный газ) с КПД 35%.Диапазон действия электрического чайника зависит от того, как быстро чайник отключается при появлении кипящей воды.

Испытания без лазеров

Если вы хотите повторить или расширить эти эксперименты, разве это безнадежно без созданного мной лазерного датчика? Вовсе нет, хотя немного менее удобно. Фактически, тест нагревателя горячей воды я проводил после того, как уже демонтировал датчик. Вот одна хитрость. После того, как вы охарактеризовали скорость горения различных устройств (например, горелок на максимальном пламени; духовки при включенной горелке; водонагревателя, печи и т. Д.)), то все, что вам нужно, это способ измерения времени, когда (звуковая) горелка включена.

Как упоминалось выше, отслеживания доли времени, в течение которого горелка духового шкафа работает в стабильном режиме, достаточно, чтобы определить, сколько энергии уходит на предварительный нагрев в зависимости от температуры выдержки. Даже без калибровки горелки печи различные конфигурации (крышка, разные кастрюли и т. Д.) Можно сравнивать друг с другом только по времени.

Чтобы измерить расход газа различными устройствами, убедитесь, что устройство включено только одно, и определите, сколько времени потребуется шкале в полкубических фута (или 2 кубических фута), чтобы сделать один оборот.Вместе со знанием того, что каждая половина CF означает 510 британских тепловых единиц (538 кДж), вы в значительной степени готовы. Мне также пригодился способ измерения объемов и температуры.

Что из этого?

Отопление воды менее эффективно, чем я думал. Тем не менее, для нагрева 1 кг воды на 1 ° C всегда требуется 1 ккал, а нагрев воды — это то, чем мы всегда будем интересоваться. Тем не менее, эффективность находится на среднем уровне, поэтому мы не можем ожидать гигантских улучшений. Тепловые насосы могут преодолеть барьер 100% эффективности (в несколько раз), но это непрактично для небольших приложений.

Должны ли вы отреагировать на приведенные выше цифры, поспешив купить электрический чайник с обещанием утроить эффективность по сравнению с решением с плитой? Отчасти это зависит от вашего источника электроэнергии. Если ваше электричество производится из ископаемого топлива, а в остальном у вас есть газовая плита, то, вероятно, оно того не стоит. Но даже если перейти от электрической плиты к электрочайнику, мы должны учитывать воплощенную в нем энергию. Я обсуждал два метода оценки воплощенной энергии в другом посте, что в данном случае дает около 50 кВт / ч инвестиций.На каждую чашку (250 м3) воды требуется 0,03 кВтч энергии при 70% эффективности. Если вы увеличиваете эффективность втрое, вы экономите 0,06 кВтч на чашке, и вам нужно кипятить более 800 чашек, прежде чем продукт окупится энергетически. Может, в этом есть смысл. Но это не настоятельная необходимость.

Как и во многих других случаях, гораздо более эффективная стратегия — сначала понять, как и почему вы используете источники энергии. После развития осознания у вас гораздо меньше шансов нагреть лишнюю воду в чайнике, который вы не планируете употреблять.Более короткие и менее частые приемы душа могут иметь гораздо большее влияние на потребление энергии, чем то, как вы нагреваете воду для чая.

Мальчик вычислил что при нагревании воды от 15 градусов до кипения ( при 100 градусов)

Мальчик вычислил ,что при нагревании воды от 15 градусов до кипения(100 градусов)внутр энергия ее увеличивается в 178,5 кДж.3 Дж

В кормозапарнике используемом на животноводческих фермах требуется

Тема №5908 Задачи по физике для контрольных работ 8 класс 492019 (Часть 1)

Домашние задания на повторение пройденного материала (7 класса)

Урок – соревнование «Изменение агрегатных состояний вещества» 8 класс (2 часа) | Методическая разработка (физика, 8 класс) по теме:

8.2: Калориметрия (проблемы) — Chemistry LibreTexts

Температура | Физика

Цели обучения

Предупреждение о заблуждении: человеческое восприятие против реальности

Температурные шкалы

Пример 1. Преобразование шкалы температур: комнатная температура

Стратегия

Решение для Части 2

Пример 2. Преобразование между температурными шкалами: шкала Реомюра

Стратегия

Диапазоны температур во Вселенной

Установление соединений: абсолютный ноль

Тепловое равновесие и нулевой закон термодинамики

Нулевой закон термодинамики

Проверьте свое понимание

Решение

Сводка раздела

Концептуальные вопросы

Задачи и упражнения

Глоссарий

Избранные решения проблем и упражнения

Калькулятор точки кипения на высоте

Какая точка кипения?

Температура кипения воды на уровне моря

Уравнение повышения точки кипения

Как рассчитать точку кипения

Микробиологическая эффективность обеззараживания воды кипячением в сельских районах Гватемалы

Abstract

Введение

Материалы и методы

Условия исследования.

Расчет размера выборки и включение участвующих домохозяйств.

Обследования домашних хозяйств.

Описание кипячения.

Отбор и анализ проб воды.

Анализ данных.

Этика и согласие.

Результаты

Демографические и домашние характеристики.

Таблица 1

Сообщенные методы кипячения.

Таблица 2

Подробное описание кипячения.

Качество воды.

Таблица 3

Обсуждение

энергоэффективность — что экономичнее — использовать горячую воду перед кипячением или довести до кипения холодную?

Лучший способ кипячения воды: Nitty-Gritty

Горящее желание эффективности | Сделай математику

Основы отопления

Измерение газа

Плита Boil

Как насчет микроволновок?

Чайники электрические

Водонагреватель

Бонусный раунд: газовая печь

Сводная таблица

Испытания без лазеров

Что из этого?

Добавить комментарий Отменить ответ