Номер 50, страница 14 - гдз по физике 7-9 класс сборник задач Перышкин

7 класс. Первоначальные сведения о строении вещества. 4. Строение вещества. Молекулы. Броуновское движение. Диффузия в газах, жидкостях и твёрдых телах. Температура. Взаимное притяжение и отталкивание молекул - номер 50, страница 14.

Решение.

50. Наливать полный чайник воды, если не требуется весь этот объём кипятка, нецелесообразно с нескольких точек зрения, основанных на законах физики и принципах экономии.

Количество теплоты ($\text{Q}$), необходимое для нагревания воды от начальной температуры $t_1$ до температуры кипения $t_2$, определяется формулой:

$Q = c \cdot m \cdot (t_2 - t_1)$

где $\text{c}$ — удельная теплоёмкость воды, а $\text{m}$ — её масса. Из этой формулы видно, что количество необходимой теплоты прямо пропорционально массе воды ($Q \sim m$).

Исходя из этого, можно сделать следующие выводы:

1. Затраты энергии. Чем больше масса воды в чайнике, тем большее количество теплоты (и, следовательно, электроэнергии или газа) потребуется для её кипячения. Кипячение лишней воды, которая не будет использована, — это напрасная трата энергоресурсов и, как следствие, денег.

2. Затраты времени. Мощность ($\text{P}$) нагревательного элемента чайника является постоянной величиной. Время ($\text{t}$), необходимое для кипячения, связано с количеством теплоты и мощностью соотношением $t = Q/P$. Поскольку количество теплоты $\text{Q}$ пропорционально массе, время кипячения также будет прямо пропорционально массе воды. Полный чайник будет закипать значительно дольше, чем чайник, наполненный лишь на необходимый объём.

3. Расход ресурсов и безопасность. Помимо нерационального расхода энергии, кипячение избыточного количества воды является также пустой тратой питьевой воды. Кроме того, переполненный чайник при закипании может разбрызгивать кипяток, что небезопасно и может привести к ожогам.

Таким образом, для экономии времени, электроэнергии и воды следует наливать в чайник ровно столько воды, сколько требуется в данный момент.

Ответ: Нет, не стоит. Наливать полный чайник целесообразно только тогда, когда вам необходим именно такой объем кипятка. В остальных случаях это приводит к излишним затратам энергии, времени и нерациональному расходу воды.