Остывание бульона
( баллов) Черников Ю. А. Школьник исследовал остывание жидкостей в термосе. Он обнаружил, что остывание одного литра бульона с ∘C до ∘C в открытом термосе происходит за , а в закрытом тонкой фольгой за . С другой стороны, он заметил, что вода того же объёма остывает с ∘C до ∘C в открытом термосе за . Считайте, что остывание жидкости происходит за счёт испарения воды и конвекции воздуха, граничащего с её поверхностью. При этом часть поверхности бульона покрыта жиром, испарения с этой части поверхности не происходит. Если бульон накрыть фольгой, испарение практически прекращается. В рассматриваемом температурном диапазоне теплопотери можно считать постоянными, фольга и жировой слой на поверхности не
оказывают существенного влияния на теплопотери, осуществляемые посредством конвекции. Теплоёмкость и плотность бульона и воды совпадают. Удельная теплоёмкость и удельная теплота парообразования воды равны соответственно и .
а) ( балла) Рассчитайте, какая часть площади поверхности бульона покрыта жиром?
б) ( балла) Рассчитайте, какая масса воды испарилась с поверхности бульона за время его остывания с ∘C до ∘C.
Ответ. а) ; б) .
Записана связь мощности теплопотерь со скоростью остывания жидкости.
Составлена система уравнений, описывающая скорость остывания в трех случаях.
Правильно решена система уравнений.
Получен правильный числовой ответ.
Записано выражение для мощности потерь, осуществляемых посредством испарения.
Получено буквенное выражение для массы испарившейся воды.
Получено числовое значение для массы испарившейся воды.