Плавление - это процесс перехода тела из твёрдого агрегатного состояния в жидкое. При плавлении тело поглощает энергию и использует ее для разрушения связей между атомами. Плавление происходит, когда тело нагрелось до температуры плавления. Для каждого материала она своя. Температура плавления будет держаться на протяжении всего процесса плавления неизменной.
Условия для плавления: тело должно иметь кристаллическую решетку, быть нагрето до температуры плавления, и необходим приток энергии во время плавления, чтобы разрушить решетку.
Для расчета теплоты, которая необходима для плавления некоторых тел, была введена специальная величина - удельная теплота плавления. Обозначается она буквой λ - лямбда, и показывает, сколько энергии требуется, чтобы расплавить тело массой 1 кг. Измеряется в Дж/кг.
Чтобы рассчитать кол-во теплоты, используется формула:
Q=λm/
Судя по температурам в условии, плитка нагревает воду. Расчёт будет для неё.
КПД плитки η – это отношение количества теплоты Qв, подведённого к воде, к количеству теплоты, выделяемому плиткой Qп:
η = Qв / Qп
Количество теплоты Qп, выделяемое плиткой, за время t:
Qп = P*t, где
P – мощность плитки, которую можно определить как произведение силы тока I и напряжения U в цепи плитки:
P = U*I
Qп = U*I*t
Количество теплоты Qв, подведённое к воде, можно выразить как:
Qв = c*m*ΔT, где
c = 4200 Дж/(кг*°C) – удельная теплоёмкость воды;
m = 1 кг – масса воды;
ΔT = (100 °C - 20 °C) = 80 °C – увеличение температуры воды.
Тогда КПД:
η = c*m*ΔT / (U*I*t)
Выразим отсюда время t:
t = c*m*ΔT / (U*I*η)
t = 4200 * 1 * 80 / (250 * 2 * 0,75)
Все величины подставлял в СИ, значит и результат будет в СИ – секунды.
t = 896 с.