НЕСКУЧНАЯ ФИЗИКА: Школьная олимпиада
ВСЕРОССИЙСКАЯ ОЛИМПИАДА ШКОЛЬНИКОВ ПО ФИЗИКЕ1 этап, школьная олимпиада.
7 класс
№ 1. Как измерить сколько (примерно) зерен риса помещается в стакане? Что вам для этого понадобится?
№ 2. Почему сливки на молоке отстаиваются быстрее в холодном помещении?
№ 3. Вы наблюдаете из окна толпу людей на площади, пришедших на праздничное гулянье. На площади тесно. Если мысленно заменить каждого человека молекулой, то какое состояние вещества это напоминает? А если люди построятся в колонны? А если большая часть людей разойдется по домам?
№ 4. Если надуть воздушный шарик и, не завязывая его, отпустить, он улетает. Объясните это явление.
№ 5. Мотоцикл двигался в течение 15 с со скоростью 5 м/с, в течение 10 с со скоростью 8 м/с и в течение 6 с со скоростью 20 м/с. Какова средняя скорость движения мотоцикла?
№ 1. Надо взять сосуд малого объема (например крышечку от пластиковой бутылки), наполнить этот сосуд рисом и сосчитать количество зерен риса.
№ 2. Отстаиванию сливок мешает диффузия, способствуя равномерному распределению частиц жира в воде. При низкой температуре диффузия происходит медленнее, поэтому сливки отстаиваются медленнее.
№ 3. Такое расположение молекул характерно для жидкости. Если бы люди построились в колонны, то получилась бы « модель» кристаллической решетки; а когда гулянье закончится и большая часть людей разойдется, оставшиеся кое-где «молекулы» будут расположены подобно молекулам в газе.
№ 4. Шарик является простейшей ракетой: выбрасывая струю воздуха «назад», шарик отталкивается от нее и благодаря этому летит «вперед».
№ 5. 9м/с.
8 класс
№ 1. На шкале барометра иногда делают надписи «Ясно» или «Облачно». Какая из этих надписей соответствует высокому давлению? Почему предсказания барометра не всегда оправдываются? Что будет предсказывать барометр на вершине высокой горы?
№ 2. В 200 г воды при температуре 200С помещают 300 г железа при температуре 100С и 400 г меди при температуре 250С.
Пренебрегая потерями энергии, определите установившуюся температуру.
№ 3. На полу стоит сплошной стальной куб. Какова масса куба, если он оказывает на пол давление 9 кПа?
№ 4. На столе лежат стопкой 10 одинаковых книг. Что легче сдвинуть пять верхних или вытянуть из стопки четвертую сверху книгу? Ответ обоснуйте.
№ 5. Воздушный шарик, наполненный гелием, имеет подъемную силу 2 Н. Какое количество шаров нужно привязать к автомобилю «Запорожец», массой 900 кг, чтобы поднять его?
В помощь предметному жюри. 8 класс
№ 1. Надпись «Ясно» соответствует высокому давлению, а надпись «Облачно» — низкому. На вершине горы барометр будет всегда предсказывать дождь, т.к. давление воздуха там низкое.
№ 2. Считаем, что вода получает некоторое количество теплоты , тогда Qм =Qв +Qж или
Cм mм(tм –t ) =c вmв (t – tв ) + cж mж (t – t ж), решая это уравнение относительно t, получаем t=19,50С.
№ 3. p= F/S=mg/S=pShg/S= pgh/ . Откуда h=p/pg, где h- ребро куба.
Объем куба V=h4 .
Следовательно, масса куба равна m=p3/p2g3 = 12 кг.
№ 4. Легче сдвинуть пять верхних книг, чем вытянуть четвертую сверху. Чтобы сдвинуть пять верхних книг, нужно приложить силу, равную силе трения между пятой и шестой книгами. Для вытягивания четвертой книги нужно преодолеть две силы: силу трения между третьей и четвертой книгами и силу трения между четвертой и пятой книгами. Равнодействующая этих двух сил больше.
№ 5. 4500 шаров. N= Fт / F
9 класс
№ 1.Необходимо собрать электрическую цепь сопротивлением 15 Ом, имея неограниченное количество резисторов сопротивлением 20 Ом каждый. Нарисуйте один из вариантов такой электрической цепи.
№ 2. На примусе с КПД 40% необходимо вскипятить 4 л воды, начальная температура которой 200С, в алюминиевой кастрюле массой 2 кг. Определите расход керосина на нагревание воды и кастрюли.
№ 3. В каком случае шина автомобиля при его движении больше нагреется: когда она слабо надута или надута хорошо?
№ 4.
Вагон при торможении движется с ускорением 0,5 м/с2, имея начальную скорость 54 км/ч. Постройте график зависимости скорости вагона от времени.
№ 5. Нагреватель мощностью 600 Вт за 5 мин. Нагрел 1 кг воды на 300С. Какое количество теплоты было потеряно?
В помощь предметному жюри. 9 класс
№ 2. 86,5 г.
№ 3. Слабо надутая шина нагреется больше. При движении автомобиля шины непрерывно деформируются. При этом внутренняя энергия шины увеличивается. Так как слабо надутая шина деформируется в большей степени, чем хорошо надутая, то внутренняя энергия ее будет больше внутренней энергии хорошо надутой шины. Поэтому температура слабо надутой шины будет больше.
№ 4. V0= 54 км/ч = 15 м/с. V0 = 15 – 0,5t
№ 5. 54 кДж. Энергия, которую нагреватель передал воде и окружающей среде, равна Pt. Вода получила количество теплоты cm(t2 – t1 ) . Следовательно, Q = Pt – cm ( t2 – t1 )
10 класс
№ 1. Под действием какой постоянной силы ранее покоящееся тело массой 300 г в течение 5 с пройдет путь 25 м?
№ 2.
Амплитуда колебаний точки струны 1 мм, частота 1 кГц. Какой путь пройдет точка за 0,2 с?
№ 3. Можно ли запустить спутник так, чтобы он все время находился над одним и тем же пунктом Земли?
№ 4. Три резистора с сопротивлениями 10, 15, 30 Ом соединены параллельно. Каково сопротивление цепи? Какова сила тока в каждом из резисторов и общая сила тока в цепи, если к цепи приложено напряжение 36 В?
№ 5. Какова должна быть высота вертикального зеркала, чтобы человек ростом Н мог видеть в нем свое изображение во весь рост? На какой высоте должен находиться нижний край этого зеркала?
В помощь предметному жюри. 10 класс.
№ 1. 0,6 Н.
№ 2. 80 см.
№ 3. Это возможно, если период вращения спутника равен периоду вращения Земли вокруг своей оси, а плоскость его орбиты совпадает с плоскостью земного экватора.
№ 4. 5 Ом; 3,6 А; 1,2 А; 7,2 А.
№ 5. Н/2; высота нижнего края зеркала должна быть вдвое меньше расстояния от глаз до пола.
11 класс
№ 1.
У старушки Федоры случилось горе. Ровно в 8 часов утра вся ее посуда начала движение со скоростью 5 км/ч прочь от ее дома. Проплакав 3 часа, Федора села на велосипед и начала догонять посуду, двигаясь со скоростью 15 км/ч. Что будут показывать часы в тот момент, когда она догонит посуду?
№ 2. За одно и то же время один математический маятник делает 50 колебаний, а другой 30. Найти их длины, если один из маятников на 32 см короче другого.
№ 3. С вертолета, опускающегося равномерно со скоростью 2 м/с, с высоты 50 м сбросили пакет, который достиг поверхности Земли со скоростью 8 м/с. Масса пакета равна 10 кг. Определите работу силы сопротивления воздуха, действующей на пакет.
№ 4. Какой заряд пройдет через поперечное сечение витка, сопротивление которого равно 0,03 Ом, при уменьшении магнитного потока внутри витка на 12 мВБ ?
№ 5. В изотермическом процессе при увеличении давления в 1,5 раза объем газа уменьшился на 30 мл. Найти первоначальное давление.
В помощь предметному жюри.
11 класс.
№ 1. Федора бросилась вдогонку посуде в 11 часов, в этот момент времени посуда прошла 15 км. Уравнение движения посуды х1= 15 + 5t , уравнение движения Федоры х2 = 15t. Найдем время встречи двух тел, оно равно 1,5 часа. Следовательно часы будут показывать 12 часов 30 минут.
№ 2. 18 см; 50 см.
№ 3. 4600 Дж.
№ 4. 0,4 КЛ.
№ 5. 90 мл.
Контрольна робота «Теплові явища»
Контрольная работа по теме «Тепловые явления»
Вариант
1 (1,5 балла). На сколько изменится внутренняя энергия куска олова массой 2 кг, если его нагреть на 1оС?
2 (1,5 балла). Сколько нужно сжечь газа, чтобы выделилось 115 000 кДж теплоты?
3 (2 балла). В алюминиевый калориметр массой 140 г налили 250 г воды при температуре 15оС. После того, как брусок из свинца массой 100 г нагретый до 100оС поместили в калориметр с водой, там установилась температура 16оС.
4 (3 балла). Сколько спирта надо сжечь, чтобы изменить температуру воды массой 2 кг от 14оС до 50оС, если вся теплота, выделенная спиртом, пойдёт на нагревание воды.
5 (4 балла). На керогазе нагрели 3 кг воды от 25оС до 100оС. Сколько при этом сожгли керосина, если на нагревание воды ушло 40% выделившейся теплоты?
Контрольная работа по теме «Тепловые явления»
Вариант
1 (1,5 балла). Какова масса железной детали, если на её нагревание от 20оС до 200оС пошло 20,7 кДж теплоты?
2 (1,5 балла). Сколько спирта надо сжечь, чтобы получить 45 000 кДж теплоты?
3 (2 балла). Вода массой 150 г, налитая в латунный калориметр массой 200 г, имеет температуру 12 оС. Найти температуру, которая установится в калориметре, если в воду опустить железную гирю массой 0,5 кг, нагретую до 100оС.
4 (3 балла). Сколько воды, взятой при температуре 14оС, можно на-греть до 50оС, сжигая спирт массой 30 г и считая, что вся выделяемая при горении спирта энергия идёт на нагревание воды.
5 (4 балла). В медном сосуде массой 0,5 кг нагревают 2л воды, взятой при температуре 10оС. До какой температуры можно нагреть воду за счёт сжигания 50 г спирта? КПД считать равным 50%.
Контрольная работа по теме «Тепловые явления»
Вариант
1 (1,5 балла). На сколько градусов повысилась температура 4 л воды, если она получила количество теплоты, равное 168 кДж?
2 (1,5 балла). Какая масса каменного угля была сожжена в печи, если при этом выделилось 60 МДж теплоты?
3 (2 балла). Стальное изделие закалялось нагреванием до температуры 700оС с последующим опусканием в масло массой 2 кг, взятое при температуре 10оС. При этом масло нагрелось до температуры 40оС.
Найти массу стального изделия, если изделие охладилось на 30оС при переносе. Удельная теплоёмкость масла 2100 Дж/(кг·К).
4 (3 балла). Сколько дров необходимо сжечь для того, чтобы нагреть 50 л воды в железном котле массой 10 кг от 15оС до 65оС? Потерями тепла можно пренебречь.
5 (4 балла). На примусе с КПД 40% необходимо вскипятить 4л воды, начальная температура которой 20оС, в алюминиевой кастрюле массой 2 кг. Определить расход керосина на нагревание воды и кастрюли.
Контрольная работа по теме «Тепловые явления»
Вариант
1 (1,5 балла). Какое количество теплоты необходимо для нагревания латунной гири массой 200 г от 20оС до 28оС?
2 (1,5 балла). Сколько энергии выделится при полном сгорании керосина объёмом 5 л?
3 (2 балла). Чтобы охладить деталь из меди, имеющую температуру 100оС, её погрузили в 420 г воды с температурой 15оС.
Определите массу детали, если известно, что в процессе теплообмена вода нагрелась на 18оС.
4 (3 балла). На сколько изменится температура воды объёмом 100 л, если считать, что вся теплота, выделяемая при сжигании древесного угля массой 0,5 кг, пойдёт на нагревание воды?
5 (4 балла). Сколько процентов теплоты полезно использовано, если на спиртовке нагрели 400 г воды от 20оС до 100оС и сожгли при этом 15 г спирта?
Сколько времени нужно, чтобы закипела вода?
Чтобы вскипятить воду, нужно повысить температуру воды до температуры кипения при нормальном атмосферном давлении, а для этого требуется энергия.
Наиболее распространенные способы кипячения воды включают ее нагревание на плите, в микроволновой печи или в электрочайнике. Есть и другие способы кипячения воды, например, в электрической духовке, но они используются редко.
Обновлено: 17 марта 2023 г.
Сколько энергии нужно для кипячения воды?
Чтобы вскипятить воду, нужна энергия для повышения ее температуры.
Точную потребность в энергии легко рассчитать, по крайней мере теоретически.
Теплоемкость воды составляет 4,2 кДж/°Cкг, что означает, что для повышения температуры килограмма воды на 1°C требуется 4,2 кДж (килоджоулей) энергии.
При температуре воды 20°C (68°F) для кипячения 1 (одного) литра (4 стакана) воды необходимо:
E = 4,2 * 1 * (100 – 20) = 336 кДж
Итак, теоретически, чтобы поднять температуру 1 литра (4 стакана) воды на 80°C, нужно затратить 336 кДж энергии.
Сколько времени нужно, чтобы вскипятить воду?
В случае идеального нагревателя, чтобы вскипятить 1 литр (4 чашки) воды при температуре 20°C (68°F), время кипячения составляет:
Время = Требуемая энергия / Мощность нагревателя 07 Нагреватель 0,75 кВт → T = 336 кДж / 0,75 кВт = 448 секунд = 7 минут 28 секунд
Для 1 чашки (250 мл) воды время закипания в четыре раза меньше (нагреватель 750 Вт ~112 секунд, нагреватель мощностью 1 кВт ~84 секунды, нагреватель мощностью 2 кВт ~42 секунды и т.
д.).
Однако в реальной жизни много энергии теряется из-за преобразования одного вида энергии (например, электричества) в другой вид энергии (тепловую энергию воды), потери энергии из-за того, что нагреватель должен нагревать емкость для воды и сам нагреватель и т. д.
В среднем для кипячения воды требуется:
— 1500 Вт микроволновая печь: 1-1,5 мин. чашки (250 мл) воды,
— 700-800 Вт микроволновая печь: 2,5-3 мин. вода,
— газовая плита: 6-8 мин 1 литр (четыре чашки по 250 мл) воды,
— электрическая плита: 8-12 мин 1 литр (четыре чашки по 250 мл) воды,
— индукционная варочная панель: 5-6 мин 1 литр (четыре чашки по 250 мл) воды,
— чайник 1500 Вт: ~4 мин 1 литр (четыре чашки по 250 мл) воды,
— чайник 2500 Вт: 2-3 мин 1 литр (четыре чашки по 250 мл) воды и т. д.
Для ускорения процесса можно использовать закрытую емкость для воды (это НЕ должна быть герметичная емкость, иначе она может взорваться из-за давления внутри!), более сильный водонагреватель, меньшее количество воды и т.
д.
Вскипятить воду в микроволновой печи
Микроволновая печь является одним из самых эффективных способов кипячения воды, но нужно быть очень осторожным.
Примечание: перед тем, как кипятить воду в микроволновой печи, настоятельно рекомендуется на всякий случай прочитать Руководство пользователя микроволновой печи, особенно разделы «Вопросы безопасности» и «Кипячение воды/жидкостей».
При кипячении воды в микроволновой печи всегда используйте безопасные для микроволновой печи кастрюли/чашки – никогда не используйте металлические и никогда не используйте крышки.
Еще одна очень интересная, но и очень опасная проблема — перегрев воды .
Микроволновая печь очень быстро нагревает воду, и, как правило, используются чашки с очень гладкой поверхностью — пузырькам пара обычно нужны неровности поверхности, чтобы прилипнуть к ним при формировании.
Все это приводит к перегретой воде — воде с температурой выше точки кипения, но без пузырьков пара.
Но, как только пользователь коснется кастрюли/чашки с перегретой водой, практически мгновенно может образоваться большое количество пузырьков – выбросы горячего пара, вызывающие ожоги незащищенной кожи.
Короче говоря, будьте очень осторожны при кипячении воды в микроволновой печи.
Но, в среднем, чтобы вскипятить воду, требуется микроволновая печь мощностью 1500 Вт за 1-1,5 минуты, чтобы вскипятить чашку (250 мл) воды, и микроволновая печь мощностью 700-800 Вт, чтобы вскипятить чашку (250 мл) воды.
Вскипятить воду в электрочайнике
Электрические чайники предназначены для максимально быстрого кипячения воды.
В среднем для кипячения 1 л воды чайнику мощностью 1500 Вт требуется ~4 мин, а чайнику мощностью 2500 Вт – 2-3 мин.
Электрочайник не такой эффективный обогреватель, как микроволновая печь, так как нагревается большая «паразитная» масса, но нет опасности перегрева воды.
Лично вам, если вам нужно быстро вскипятить различное количество воды для кофе, чая и т.
п., вам подойдет электрический чайник.
Польза кипячения воды
Кипячение воды дает множество преимуществ, независимо от того, находитесь ли вы дома или на улице.
Кипяток можно использовать для приготовления различных напитков и для приготовления пищи.
Кроме того, воду из-под крана не всегда безопасно пить — ее кипячение может убить вирусы, бактерии и другие патогены, что делает ее безопасной для питья людей.
Как долго кипятить воду, чтобы сделать ее безопасной?
Температура кипения воды 100°С (212°F) — при атмосферном давлении 1 бар (1 кг на 1 см 2 ), что равно примерно атмосферному давлению на уровне моря.
По мере увеличения высоты температура кипения воды снижается.
Например: , чтобы сделать воду пригодной для питья, рекомендуется кипятить воду на уровне моря в течение 1 минуты (60 секунд), а на высоте 2000 м (6557 футов), где температура кипения воды составляет ~199,4°F (~93°C), рекомендуется кипятить ее в течение 3 минут (180 секунд).
Температура кипения воды в зависимости от высоты над уровнем моря
В следующей таблице указаны температуры кипения воды (указаны в °F и °C) в зависимости от высоты над уровнем моря (указаны в футах и метрах). Для справки, на диаграмме также показаны несколько городов и известных мест с их высотами над уровнем моря.
| Высота | Температура кипения | ||
| Ножки | Метры | Фаренгейт °F | Цельсия °С |
| Мертвое море, Иордания/Израиль: -1414 футов (-431 метр) | |||
| -1000 | -305 | 213,9 | 101.1 |
| -750 | -229 | 213,5 | 100,8 |
| -500 | -152 | 213,0 | 100,5 |
| Впадина Каттара, Египет: -435 футов (-133 метра) | |||
| -250 | -76 | 212,5 | 100,3 |
| 0 (уровень моря) | 0 (уровень моря) | 212,0 | 100,0 |
| 250 | 76 | 211,5 | 99,7 |
| 500 | 152 | 211,0 | 99,5 |
| 750 | 229 | 210,5 | 99,2 |
| 1000 | 305 | 210,1 | 98,9 |
| Феникс, Аризона: 1160 футов (353,8 метра) | |||
| 1250 | 381 | 209,6 | 98,6 |
| 1500 | 457 | 209,1 | 98,4 |
| 1750 | 533 | 208,6 | 98,1 |
| 2000 | 610 | 208,1 | 97,8 |
| 2250 | 686 | 207,6 | 97,6 |
| Тусон, Аризона: 2389 футов (728 метров) | |||
| 2500 | 762 | 207,2 | 97,3 |
| 2750 | 838 | 206,7 | 97,1 |
| 3000 | 914 | 206,2 | 96,8 |
| 3250 | 991 | 205,7 | 96,5 |
| 3500 | 1067 | 205,3 | 96,3 |
| Эль-Пасо, Техас: 3740 футов (1140 метров) | |||
| 3750 | 1143 | 204,8 | 96,0 |
| 4000 | 1219 | 204,3 | 95,7 |
| 4250 | 1295 | 203,8 | 95,5 |
| 4500 | 1372 | 203,4 | 95,2 |
| 4750 | 1448 | 202,9 | 94,9 |
| 5000 | 1524 | 202,4 | 94,7 |
| 5250 | 1600 | 202,0 | 94,4 |
| Денвер, Колорадо: 5280 футов (1610 метров) | |||
| 5500 | 1676 | 201,5 | 94,2 |
| 5750 | 1753 | 201,0 | 93,9 |
| 6000 | 1829 | 200,6 | 93,6 |
| 6250 | 1905 | 200,1 | 93,4 |
| 6500 | 1981 | 199,6 | 93,1 |
| 6750 | 2057 | 199. 2 | 92,9 |
| Флагстафф, Аризона: 6901 футов (2106 метров) | |||
| 7000 | 2134 | 198,7 | 92,6 |
| 7250 | 2210 | 198,2 | 92,4 |
| 7500 | 2286 | 197,8 | 92,1 |
| 7750 | 2362 | 197,3 | 91,8 |
| 8000 | 2438 | 196,9 | 91,6 |
| 8250 | 2515 | 196,4 | 91,3 |
| 8500 | 2591 | 196,0 | 91.1 |
| 8750 | 2667 | 195,5 | 90,8 |
| 9000 | 2743 | 195,0 | 90,6 |
| 9250 | 2819 | 194,6 | 90,3 |
| 9500 | 2896 | 194,1 | 90,1 |
| 9750 | 2972 | 193,7 | 89,8 |
| 10000 | 3048 | 193,2 | 89,6 |
| 10250 | 3124 | 192,8 | 89,3 |
| Алма, Колорадо: 10361 футов (3158 метров) | |||
| 10500 | 3200 | 192,3 | 89,1 |
| 10750 | 3277 | 191,9 | 88,8 |
| 11000 | 3353 | 191,4 | 88,6 |
| 11250 | 3429 | 191,0 | 88,3 |
| 11500 | 3505 | 190,5 | 88,1 |
| 11750 | 3581 | 190,1 | 87,8 |
| 12000 | 3658 | 189,7 | 87,6 |
| 12250 | 3734 | 189,2 | 87,3 |
| 12500 | 3810 | 188,8 | 87,1 |
| 12750 | 3886 | 188,3 | 86,8 |
| 13000 | 3962 | 187,9 | 86,6 |
| 13250 | 4037 | 187,4 | 86,4 |
| 13500 | 4115 | 187,0 | 86,1 |
| 13750 | 4191 | 186,6 | 85,9 |
| 14000 | 4267 | 186,1 | 85,6 |
| 14250 | 4343 | 185,7 | 85,4 |
| 14500 | 4420 | 185,3 | 85,1 |
| 14750 | 4496 | 184,8 | 84,9 |
| 15000 | 4572 | 184,4 | 84,7 |
| 15250 | 4648 | 184,0 | 84,4 |
| 15500 | 4724 | 183,5 | 84,2 |
| 15750 | 4801 | 183,1 | 83,9 |
| Монблан, Франция: 15764 фута (4808 метров) | |||
| 16000 | 4877 | 182,7 | 83,7 |
| 16250 | 4953 | 182,2 | 83,5 |
| 16500 | 5029 | 181,8 | 83,2 |
| 16750 | 5105 | 181,4 | 83,0 |
| 17000 | 5182 | 180,9 | 82,7 |
| 17250 | 5258 | 180,5 | 82,5 |
| 17500 | 5334 | 180,1 | 82,3 |
| 17750 | 5410 | 179,7 | 82,0 |
| 18000 | 5486 | 179,2 | 81,8 |
| 18250 | 5563 | 178,8 | 81,6 |
| 18500 | 5639 | 178,4 | 81,3 |
| 18750 | 5715 | 178,0 | 81,1 |
| 19000 | 5791 | 177,6 | 80,9 |
| 19250 | 5867 | 177,1 | 80,6 |
| 19500 | 5944 | 176,7 | 80,4 |
| 19750 | 6020 | 176,3 | 80,2 |
| 20000 | 6096 | 175,9 | 79,9 |
| 20250 | 6172 | 175,5 | 79,7 |
| Денали, Аляска: 20310 футов (6190 метров) | |||
| 20500 | 6248 | 175,1 | 79,5 |
| 20750 | 6325 | 174,7 | 79,3 |
| 21000 | 6401 | 174,2 | 79,0 |
| 21250 | 6477 | 173,8 | 78,8 |
| 21500 | 6553 | 173,4 | 78,6 |
| 21750 | 6629 | 173,0 | 78,3 |
| 22000 | 6706 | 172,6 | 78,1 |
| 22250 | 6782 | 172,2 | 77,9 |
| 22500 | 6858 | 171,8 | 77,7 |
| 22750 | 6934 | 171,4 | 77,4 |
| 23000 | 7010 | 171. 0 | 77,2 |
| 23250 | 7087 | 170,6 | 77,0 |
| 23500 | 7163 | 170,2 | 76,8 |
| 23750 | 7239 | 169,8 | 76,5 |
| 24000 | 7315 | 169,4 | 76,3 |
| 24250 | 7391 | 169,0 | 76,1 |
| 24500 | 7468 | 168,6 | 75,9 |
| 24750 | 7544 | 168,2 | 75,6 |
| 25000 | 7620 | 167,8 | 75,4 |
| 25250 | 7696 | 167,4 | 75,2 |
| 25500 | 7772 | 167,0 | 75,0 |
| 25750 | 7849 | 166,6 | 74,8 |
| 26000 | 7925 | 166,2 | 74,5 |
| 26250 | 8001 | 165,8 | 74,3 |
| 26500 | 8077 | 165,4 | 74,1 |
| 26750 | 8153 | 165,0 | 73,9 |
| 27000 | 8230 | 164,6 | 73,7 |
| 27250 | 8306 | 164,2 | 73,5 |
| 27500 | 8382 | 163,8 | 73,2 |
| 27750 | 8458 | 163,4 | 73,0 |
| 28000 | 8534 | 163,1 | 72,8 |
| 28250 | 8611 | 162,7 | 72,6 |
| 28500 | 8687 | 162,3 | 72,4 |
| 28750 | 8763 | 161,9 | 72,2 |
| 29000 | 8839 | 161,5 | 72,0 |
| Гора Эверест, Гималаи: 29010 футов (8848 метров) | |||
| 29250 | 8916 | 161,1 | 71,7 |
| 29500 | 8992 | 160,7 | 71,5 |
| 29750 | 9068 | 160,4 | 71,3 |
| 30000 | 9144 | 160,0 | 71,1 |
Таким образом, если вы хотите кипятить воду для приготовления пищи или питья на больших высотах, возможно, лучше использовать скороварку и кипятить воду в течение более короткого периода времени.
Источники энергии в чрезвычайных ситуациях
В чрезвычайных и подобных ситуациях в первую очередь уходит электроэнергия.
Для кипячения воды можно использовать газовую плиту (если она нормально работает без электричества — сейчас есть даже модели, которые без электричества нормально не работают, хотя их основной источник энергии — газ!), кострище или что-то подобное.
Но также можно пользоваться микроволновой печью или электрочайником при наличии:
- солнечного генератора/электростанции или
- батарея глубокого разряда в сочетании с преобразователем мощности или Электрогенератор
- .
Солнечный генератор/электростанция может использоваться для питания микроволновой печи или электрочайника, если выходная мощность электростанции больше, чем необходимая мощность микроволновой печи/электрочайника.
Это означает, что электростанции мощностью 1500-2000 Вт можно использовать для питания микроволновых печей и электрических чайников мощностью 1200-1500 Вт.
Чтобы вскипятить чашку воды (250 мл), электрическому чайнику мощностью 1500 Вт требуется ~1 минута, а микроволновой печи мощностью 1500 Вт – 1-1,5 минуты.
Поскольку средний КПД электростанций составляет ~85 %, для кипячения чашки воды в электрическом чайнике мощностью 1500 Вт требуется ~30 Втч энергии:
E (электрический чайник) = 1500 Вт * 60 с = Вт = 25 Втч
900 03
E (аккумулятор) = E (электрический чайник) / 0,85 = 29,4 Втч (~30 Втч)
Большинство электростанций/солнечных генераторов мощностью 1500–2000 Вт оснащены внутренними батареями, способными хранить 500–2000 Втч энергии.
Например, электростанция с внутренней батареей на 900 Втч способна вскипятить 30 чашек (250 мл) воды — теплый чай, кофе, суп или подобные напитки/еда могут быть чрезвычайно важны в чрезвычайных ситуациях или во время кемпинга, походов и т.п. Конечно, у горячей воды есть и другие цели, не только для приготовления пищи и питья.
Как и в случае с электростанциями, для питания микроволновой печи или электрического чайника с целью кипячения воды можно использовать большой аккумулятор с глубоким разрядом и инвертор, если выходная мощность инвертора превышает требуемую мощность микроволновой печи и/или электрического чайника.
Портативные электрогенераторы могут использоваться непосредственно для питания микроволновых печей и/или электрических чайников для кипячения воды, если выходная мощность генератора больше мощности микроволновой печи и/или электрического чайника.
Часто задаваемые вопросы о кипячении воды
Вот некоторые из наиболее популярных часто задаваемых вопросов (FAQ) о кипячении воды:
Как узнать, что вода полностью закипела?
При кипении воды видны пузырьки водяного пара, выходящего из воды.
Почему так долго кипятят воду?
Требуется время для передачи тепла воде, необходимого для повышения температуры воды.
В зависимости от источника тепла и его мощности, количества воды, начальной температуры воды и высоты, вода может закипеть довольно быстро, но также это может занять некоторое время.
Сколько времени требуется воде, чтобы закипеть?
Когда вода закипает при использовании очень сильного источника тепла, вода может закипеть довольно быстро.
Если этот источник тепла продолжает нагревать воду, происходит бурное кипение — очень сильное, энергичное кипение с большим количеством пузырьков и очень активным и энергичным движением пузырьков.
При добавлении соли вода закипает быстрее?
В жизни — нет.
Добавление соли в воду снижает теплоемкость воды, но также увеличивает ее температуру кипения.
Так вот, в реальной жизни разница между кипячением чистой воды и такого же количества воды с добавлением соли составляет несколько секунд, даже если и так.
Как заставить воду кипеть быстрее?
Можно заставить воду кипеть быстрее, используя более мощный источник тепла, используя меньше воды или используя воду с более высокой начальной температурой.
Как работает кипяток?
Когда вода нагревается с помощью очень сильного источника тепла, что вызывает очень сильное, энергичное кипение с большим количеством пузырьков и очень активным и энергичным движением пузырьков — это бурлящий кипение.
| СПЕКУЛЯТИВНАЯ НАУКА Что более энергоэффективно — кипятить воду с помощью электрочайника, чайника на газовой плите или в микроволновой печи?
| ||||||||||||||||||||||||||||
Единственная разница в методах заключается в количестве времени, которое требуется для каждого из них. Однако электрический чайник может оказаться немного более эффективным на том основании, что, когда вода полностью закипит, он выключится, другие методы требуют бдительного наблюдения, чтобы отключить питание, когда вода закипит.
Электричество вырабатывается путем сжигания газа или угля на электростанции с эффективностью от 30% до 50%. Нагрев микроволнами, генерируемыми электричеством, еще более неэффективен.
Поскольку микроволновая печь нагревает только воду и косвенно контейнер и ограниченное количество воздуха, обеспечивая умеренно изолированную среду, это приведет к меньшим потерям тепла, чем другие методы, и поэтому должно быть более эффективным. Тем не менее, более тщательный анализ должен учитывать эффективность процесса энергоснабжения, и на этой основе, возможно, газовая плита может быть более энергоэффективной, учитывая, что эффективность электростанций при преобразовании первичного топлива в электричество составляет всего около 30%, тогда как потери энергии при подаче природного газа будут несколько меньше и связаны с передачей газа потребителям.
Я также измерил газ, используемый для кипячения кастрюли с водой на моей газовой плите. Суммы — это то, что вы изучаете для GCSE.
чайники; 65%
Микроволновая печь: 30%
Газовый чайник: 25%
Вы должны помнить, что газ составляет примерно треть стоимости электроэнергии за кВтч (или единицу или джоуль), а также имеет треть выбросов CO2. В этом испытании газ имеет небольшое преимущество, которое можно улучшить с помощью более легкого и более эффективного котла. Преимущество электрического чайника в том, что он автоматически выключается. В то время как микроволновая печь была неэффективной при доведении воды до кипения, она была более эффективной, когда нагревала ее только до 50 градусов по Цельсию при 45%.
Микроволновая печь эффективна только на 60% в использовании энергии по сравнению с тем, какая энергия поступает и какие микроволны выходят. Как правило, на моей кухне он работает примерно с половиной эффективности по сравнению с кипячением воды в чайнике. Выигрывает чайник. Однако, если бы я сравнивал печь для обычного приготовления пищи, небольшой размер мог бы дать некоторые преимущества по сравнению с нагревом большого объема обычной печи. Микроволны могут эффективно нагревать пищу изнутри, поэтому не нужно ждать, пока нагреется окружающая среда. Поэтому не кипятите воду в микроволновке, но рассмотрите их, если вам нравится резиновая плохо подрумяненная пища.
Высота пламени имеет большое значение. Слишком низкое, и тепло впустую уравновесится и никуда не денется. Слишком высоко, и пламя просто не попадает в большую часть металлического корпуса. У старого чайника моей матери была юбка вокруг дна, которая удерживала больше пламени в контакте с основанием и не позволяла ему подниматься вверх по стенке. Оказалось, что закипает довольно быстро. Конечно, кипятите только то, что вам нужно.
По тарифным ставкам Аделаиды газ стоит 1 цент, а чайник и микроволновая печь — 3,4 и 4,7 цента. Если посмотреть на выброс СО2, то его можно оценить как 33, 88 и 112 грамм СО2 для газа, чайника и микроволновки. В сумме победителем стал газ, а вторым — чайник. Стоп, еще один претендент, индукционный повар… может занять второе место… не победитель!!
Как это сделать?
Все расчеты относятся к значениям Нового Южного Уэльса.
Чтобы вскипятить 1 литр воды в чайнике Circulon на газовой плите Ariston, потребовалось 5 минут 5 секунд и использовалось 0,019 кубометров газа.
1 кубический метр = 39,3547 МДж и 1 МДж = 0,02967 доллара США.
СТОИМОСТЬ 0,019×39,3547×0,02967=2,22 цента. Чтобы вскипятить 1 литр воды в электрическом кувшине Рассела Хоббса, потребовалось 2 минуты 45 секунд и потреблялось 0,112 кВтч электроэнергии.
1кВтч=53,59Пик 2 центов
1 кВтч = 21,842 цента Плечо
1 кВтч = 13,42 цента в непиковый период
Пик 7:00-9:00, 17:00-21:00
Плечо 9:00-17:00, 21:00-22:00
В нерабочее время с 22:00 до 7:00
РАСХОДЫ
0,112×53,592=6 центов Пик
0,112×21,842=2,45 цента Плечо
0,112×13,42=1,503 цента в непиковые часы Поэтому в Новом Южном Уэльсе дешевле кипятить воду на газе, если только вам не хочется вставать посреди ночи. Хотя электричество в плечевой период лишь незначительно дороже газа, работающая пара будет в основном кипятить воду в пиковый период.