Задание 2 Параграф 83 ГДЗ Мякишев 10 класс (Физика)

К чайнику с кипящей водой подводится ежесекундно энергия, равная $$1{,}13\ \text{кДж}$$. Определите скорость истечения пара из носика чайника, площадь поперечного сечения которого равна $$1\ \text{см}^2$$. Плотность водяного пара считайте равной $$1\ \text{кг/м}^3$$.

$$Q=1{,}13\ \text{кДж}=1130\ \text{Дж}$$

$$S=1\ \text{см}^2=10^{-4}\ \text{м}^2$$

$$\rho=1\ \text{кг/м}^3$$

$$r=2{,}3\cdot10^6\ \text{Дж/кг}$$

За 1 с к чайнику подводится энергия $$Q$$, которая идёт на образование пара. Тогда масса пара, образовавшегося за 1 с:

$$m=\frac{Q}{r}$$

Объём этого пара:

$$V=\frac{m}{\rho}=\frac{Q}{r\rho}$$

Скорость истечения пара равна объёму, проходящему через сечение за 1 с:

$$v=\frac{V}{tS}$$

Так как $$t=1\ \text{с}$$, получаем:

$$v=\frac{Q}{r\rho St}$$

Подставим значения:

$$v=\frac{1{,}13\cdot10^3}{2{,}3\cdot10^6\cdot1\cdot10^{-4}\cdot1} =\frac{1{,}13\cdot10^3}{2{,}3\cdot10^2} \approx 5\ \text{м/с}$$

Ответ

$$v=5\ \text{м/с}$$