Как вычислить время нагрева воды?

Question

[TreShk0]

Как можно вычислить время нагревания воды, например от 20 C° до 100 C° при температуре огня 100 C°?

Comments

[Daniil Bakhin]

Общая формула для вычисления количества теплоты, полученного телом массой 1кг при увеличении его температуры
на 1 градус Цельсия: Q=cm(t2-t1).
Q - количество теплоты
c- удельная теплоёмкость вещества тела.
m - масса тела
t2- конечная температура тела
t1 - начальная температура тела.
Формула КПД электронагревателя(газовым нагревателем пренебрегают): A(полезная)/A(эл.тока).
А(полезная) эквивалентна Q-(количеству теплоты, затраченному при нагревании воды с помощью нагревателя).
А(полезная)=Q.
A(эл.тока)=UIt.(U-напряжение, I-сила тока, t-время нагревания).
Чтобы вычислить время нагревания, можно использовать формулу с картинки ниже или же поделить кол-во теплоты на мощность электронагревателя.

Answer 1

[Максим Мосейчук]

Нужно разницу температур умножить на теплоемкость воды, умножить на массу воды и поделить на мощность источника тепла.

Только эта поставка задачи абстрактная, т.к. не учитывается КПД, испарение, конвекция, излучение.

Answer 2

[Арсений Ефремов]

Чтобы нагреть 1 кг воды на 1 градус, нужно около 4200 джоулей энергии. Поэтому нужно учитывать объем сосуда и теплопроводность днища. А вот температура огня ни о чем не говорит, кроме пиковой температуры системы.

Comments

[TreShk0]

Ну всё-таки существует формула выведения времени нагревания, не учитывая теплопроводность днища и поглащаемую им теплоту?

[Daddy_Cool]

Не в том дело. Неизвестен тепловой поток. Т.е. если даже задать, что нет тепловых потерь, то граничное условие в виде Тс=const даст БЕСКОНЕЧНОЕ время нагрева, т.е. температура будет асимптотически приближаться к 100С.