Естественные науки

Какой чайник закипит раньше?

Пусть у нас есть 2 чайника с водой, в одном много, в другом мало. Мы на огне вскипятили их (довели до 100 градусов Цельсия), а затем дали остыть 10 минут. Если включить огонь, какой из чайников закипит снова раньше?
Чем больше разность температур, тем больше тепла отдаёт чайник. Чайник с большим кол-вом воды остывает медленнее и потому за 10 минут он отдаст большее кол-во тепла. Соответственно, понадобится больше тепла (и времени), чтобы восполнить эту потерю и довести его до кипения.

Быстрее закипит полупустой чайник.
Надя Родионова
Надя Родионова
69 586
Лучший ответ
Михаил Нитко а разве чайник в котором воды мало не быстрее будет остывать? налейте кипяток в стакан и трехлитровую банку, за 10 минут банка существенно не изменит температуру, а вот стакан да. Мне вот кажется, что чайник где воды много... Я не права?
Обозначим время остывания (10 мин) = tо
Потерянное за это время количество тепла = Qо
Время нагрева до кипения = tн
Тепловое сопротивление чайник - среда примем одинаковым для обоих и обозначим Rо и Rн соответственно (о - сопротивление чайник - воздух, н - сопротивление чайник - огонь)
Индексы означают - 1 - с большим количеством вод, 2 - с малым
Сначала скорость остывания будем считать постоянной - интеграл писать уж не буду, будем считать что за 10 мин остыл немного и скорость остывания при Tк=100 о, потому что если какой-то из чайников остыл до комнаты и перестал остывать - ответ очевиден)))
Тогда потеря тепла чайниками Qo1 = dТ/Ro = Qo2 = dT/Ro
При нагреве - аналогично Qн1 = dТ/Rн = Qн2 = dT/Rн
То есть если чайники остывали немного (остывали секунды, а не минуты) - закипят они ОДНОВРЕМЕННО
А вот если изменением температуры при остывании пренебречь нельзя - то температура чайника 2 будет падать БЫСТРЕЕ при той же теплопотере, то есть остывать он будет МЕДЛЕННЕЕ:
Qo1 = dТ1/Ro > Qo2 = dT2/Ro
потому что dT1 = T1(при10мин) -20o > dT2 = T2(при10мин) -20o
А вот при нагреве, если температура огня много больше 100о (скажем для сильного огня газовой плиты это где-то под 600-700 градусов) - тепловой поток можно по прежнему считать примерно одинаковым. Но чайнику 1 (с бОльшим количеством воды) нужно сообщить теперь тепла бОльше (он остывал, в смысле терял количество теплоты, быстрее из-за более медленного падения своей температуры)
Следовательно и закипит он - ПОЗЖЕ
Андрей Ананьев
Андрей Ананьев
64 776
Михаил Нитко Пошла за бумагой, ручкой и книжкой))) За что люблю ответы, за то что всегда найдешь чем заняться)
Михаил Нитко Взяла кастрюлю и 2 литра воды))))). 2 литра остыли за 6,15 с, половина этого кол-ва воды (на глаз) за 5,56с. Поскольку понятие "закипело" я определяла на глаз, то скорее всего правильнее сказать, что закипели они практически одновременно.
Тот, в котором мало. Чайник с малым количеством воды не "меньше остыл", а отдал в пространство меньше энергии, хотя по скорости падения температуры он и обгонит чайник с большим количеством воды.
Одинаково закипят. Тот где воды больше остынет меньше, более теплой воде чтобы закипеть надо меньше энергии, но самой-то воды больше. Тот где меньше воды остынет сильнее, ему больше энергии надо, чтобы закипеть, но там зато воды меньше. Вот в конце-концов и получится одно и то же время нагрева.
Иван Лычкин Рассуждения правильные, вот только для верного ответа чуть-чуть посчитать нужно. А получается так, что интенсивность теплообмена зависит от разности температур и поэтому полный чайник отдаст больше тепла (хотя и будет горячее) - ему и вернуть больше тепла нужно будет. А при кипячении можно считать, что поток тепла примерно одинаковый - пламя слишком горячее. Итого: большой чайник кипятить дольше
Где мало. т. к там меньше воды. быстрее вскипятиться
Тот, в котором мало.
Т. к. t в них падала не одинаково, и поэтому чайник с малым кол-вом воды меньше остыл, и, соответственно закипит быстрее.
А я думаю тот, где воды больше. Больший объем воды меньше остынет. Чем меньше воды в сосуде, тем быстрее она остывает, опыт. Ответ правильный потом напишите.
Кулян Абдумаликовна но и греть бОльший объем дольше
Анаргул Нугмарова Представьте, что чайники стоят не 10 минут, а сутки. Они остынут до комнатной температуры. Какой закипит быстрее? Ответ: маленький! :-)