这里有加热温度升和散热温度降的考虑,假设碗中的水的质量是m千克kg,那么,根据公式:加热器的加热量kJ/s x/加热时间s -质量kg x比热容kJ/(kg.°C)x散热温温降°C=质量kg x比热容kJ/(kg.°C)x加热温升值°C ,也即 0.5x120-)-m x4.2 x(1x2)=m x4.2 x(90-85),可得出计算结果是碗中的水的质量大约m=2.0kg,式中的0.5kJ/s=500W,水的比热容是4.2kJ/(kg.°C),加热时间是120s=2分钟。但需要注意的是:计算热量损失时(使水温下降)是估算的,实际上,水在不同温度的情况下,水的蒸发散失的的热量是不尽相同的,温度越高,与环境空气的温差越大,那么水的散热量也就越大。
∵加热器在2分钟内所供应的总热量,等于水温升高所吸收的热量,加上散失到周围环境的热量,
∴Pt=cm(T2-T1)+Q散;
∵加热器关掉1分钟,从热水散失的热量为Q=cm△t,若水温变化不大,则散失到周围环境的热量与时间成正比.
∴在2分钟内的加热过程中碗中水散失的热量为的热器Q散=2Q=2cm△t,
从上两式可得:
Pt=cm(T2-T1)+2cm△t,
∴m= Pt c(T2-T1-△t) = 500W×120s 4.2×103J/(kg•℃)×(90℃-85℃+2×1℃) =2kg.
答:碗中所装水的质量为2kg.