Question

В алюминиевую кастрюлю массой 600 г налили 1,5 л воды с температурой 20°С и поставили на электро¬плитку, КПД которой 75 %. Через 35 мин вода закипела и 20 % ее превратилось в пар. Какова мощность электроплитки?    

Answer 1

Ответ:

778 Вт

Объяснение:

m₁ = 600 г ---- масса кастрюли

V = 1,5 л ---- масса воды

t₀ = 20°C ---- начальная температура воды

η = 75 % ---- КПД электроплитки

t = 35 мин ----- время работы плитки

n = 20 % ---- часть испарившейся воды

С₁ = 904 Дж/(кг*°К) --- удельная теплоемкость алюминия

С₂ = 4200 Дж/(кг*°К) ---удельная теплоемкость воды

ρ = 1 кг/л ---- плотность воды

t₁ = 100°C ---- температура кипения воды

L= 2260 кДж/кг ---- удельная теплота парообразования воды

Р  = ? Вт

Решение

  Для определения мощности электроплитки нужно найти тепло, затраченное на нагрев кастрюли с водой и частичное испарение воды с учетом КПД плитки.

 Все полученное тепло Q складывается из тепла на нагрев кастрюли Q₁ , на нагрев воды Q₂ и на испарение 20 % воды Q₃

Q₁ = С₁*m₁*(t₁ - t₀) = 904 * 0,6 * (100 - 20) = 43 392 (Дж)

Q₂ = C₂*m₂*(t₁ - t₀) = С₂*ρ*V*(t₁ - t₀) = 4 200*1,5*1*(100 - 20) = 504 000 (Дж)

Q₃ = L * m₃ = L * n*m₂ = 2 260 000 * 1,5 * 0,2 = 678 000 (Дж)

Q = 43 392 + 504 000 + 678 000 = 1 225 392 (Дж)

 Но тепла (Q₀) отдано плиткой больше, так как ее КПД = 75 %, т. е. 1225392 Дж составляют 75% выработанного ею тепло Q₀

Q₀ = Q/η = 1225392/0,75 = 1 633 856 (Дж)

35 мин = 35*60 = 2100 сек

Р = Q₀/t = 1633856/2100 = 778,02(6) ≈ 778 Дж/сек = 778 Вт

Ответ:  778 Вт

Answer 2

!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!

Answer 3

Для решения этой задачи мы можем использовать формулу для вычисления теплового эффекта:

Q = m * c * ΔT

где: Q - тепловой эффект (энергия), выделяющаяся или поглощаемая телом (в джоулях), m - масса вещества (в килограммах), c - удельная теплоемкость вещества (в джоулях на килограмм на градус Цельсия), ΔT - изменение температуры (в градусах Цельсия).

В данной задаче у нас есть несколько этапов, поэтому нам понадобятся несколько шагов для решения.

Шаг 1: Вычислим тепловую энергию, необходимую для нагрева воды до точки кипения.

m_воды = 1,5 кг (1 л воды имеет массу 1 кг) c_воды = 4186 Дж/(кг·°C) (удельная теплоемкость воды) ΔT_воды = 100 °C - 20 °C = 80 °C

Q_воды = m_воды * c_воды * ΔT_воды = 1,5 кг * 4186 Дж/(кг·°C) * 80 °C = 502320 Дж

Шаг 2: Вычислим тепловую энергию, необходимую для превращения 20% воды в пар.

m_пара = 0,2 * m_воды Q_пара = m_пара * c_воды * ΔT_пара = 0,2 * 1,5 кг * 4186 Дж/(кг·°C) * (100 °C - 20 °C) = 75384 Дж

Шаг 3: Вычислим полную тепловую энергию, которую поглотила вода.

Q_полная = Q_воды + Q_пара = 502320 Дж + 75384 Дж = 577704 Дж

Шаг 4: Вычислим полную энергию, которую получила электроплитка.

Q_полная = η * Q_электроплитки

где: η - КПД электроплитки (в долях или в процентах) Q_электроплитки - энергия, выделяющаяся электроплиткой (в джоулях)

Переведем КПД электроплитки в десятичную форму: η = 75% = 0,75

0,75 * Q_электроплитки