НОФ 2013, III кръг (национален), 8. клас — Задача 3. Отопление с гореща вода

Олимпиада по физика 2013, Национален кръг, Силистра — Тема за 8. клас · 20 април 2013 г. · 10 т.

Условие

Двама планинари-физици пристигнали през зимата на безлюдна хижа в Пирин. Стаята, която си харесали за спане, имала размери $5\ \mathrm{m}$ x $4\ \mathrm{m}$ и височина $2\ \mathrm{m}$. Температурата в нея била $0\ ^\circ\mathrm{C}$. Решили да запалят печката в кухнята на хижата, да стопят сняг и загреят вода до кипването й, която после да внесат в стаята и така да затоплят въздуха в нея. Те знаели наизуст всички необходими параметри: специфичен топлинен капацитет на водата $c_{вода} = 4200\ \mathrm{J/kg.K}$, специфичен топлинен капацитет на въздуха $c_{въздух} = 1000\ \mathrm{J/kg.K}$, плътност на въздуха $\rho = 1.2\ \mathrm{kg/m^3}$. Плътността на водата е $\rho = 1000\ \mathrm{kg/m^3}$.

а) Какво количество топлина $Q$ е необходимо, за да се загрее въздухът в стаята до $20\ ^\circ\mathrm{C}$? [4 т.]

б) Колко литра кипяща вода трябва да се внесат в стаята, за да се загрее въздухът в нея до $20\ ^\circ\mathrm{C}$? Приемете, че цялата топлина, отделена от водата, отива за нагряване на въздуха. [2 т.]

в) Струва ли Ви се реалистичен резултатът, който получихте в предната подточка? Обяснете качествено (без пресмятания). [1 т.]

г) Ако на хижата имаше ток и пранинарите разполагаха с електрическа печка, чийто нагревател в работещо състояние има съпротивление $R = 44\ \Omega$, колко минути трябва да работи тази печка, така че да нагрее стаята до същата температура? [3 т.]

Отговори

Решение

---

Оригинал в Архива: NOF3_2013_8problems.pdf · официални решения: NOF3_2013_8solutions.pdf