- Вообще-то, спустя 3 минуты 42 секунды, - возразил Олег. После чего ему стало интересно: если с учительницей он справляется так оперативно, способен ли он аналогичным образом довести до кипения воду в чашке? Считая массу воздуха в классе равной 222 кг, а теплоёмкость - 1000 Дж/(кг·°С), найдите, сколько секунд необходимо душному Олегу, чтобы вода при начальной температуре 20 градусов, массе 300 грамм и теплоёмкости 4200 Дж/(кг·°С) закипела. Округлите до целого. Считайте, что вся энергия, с которой Олег нагревал класс, тратится только на нагревание воды, а учительница всегда доходила до кипения самостоятельно.

Для решения этой задачи нам нужно использовать уравнение теплового баланса:

Q = mcΔT

где Q - количество теплоты, необходимое для нагревания воды до кипения, m - масса воды, c - теплоемкость воды, ΔT - изменение температуры.

Сначала найдем количество теплоты, необходимое для нагревания воды до кипения:

Q = 0.3 кг * 4200 Дж/(кг·°С) * (100 - 20)°C = 8400 Дж

Теперь найдем количество теплоты, которое Олег передал воздуху в классе:

Q = 222 кг * 1000 Дж/(кг·°С) * ΔT

ΔT = Q / (222 кг * 1000 Дж/(кг·°С)) = 8400 Дж / (222 кг * 1000 Дж/(кг·°С)) ≈ 0.038°C

Таким образом, Олег нагрел воздух в классе всего на 0.038°C, что незначительно. Вся энергия, которую он передал воздуху, тратится на нагревание воды. Теперь найдем время, за которое Олег доведет воду до кипения:

Q = mcΔT

8400 Дж = 0.3 кг * 4200 Дж/(кг·°С) * ΔT

ΔT = 8400 Дж / (0.3 кг * 4200 Дж/(кг·°С)) ≈ 6.35°C

Таким образом, Олегу потребуется около 6 секунд, чтобы довести воду до кипения.