Question

ПОжалуйста помогите решить) 2 спирали электроплитки сопротивлением по десять Ом каждая соедины последовательно. И включены в сеть в напряжением 220 В. Вода массой один кг закипела через 174 с. чему равен кпд процесса если начальная температура воды 20 градусов С полным решением

Answer 1

$\eta= \frac{Q}{A} = \frac{cmT}{UIt} =\frac{cmTR}{U^2t} \\\ \eta= \frac{4200\cdot1\cdot(100-20)\cdot(10+10)}{220^2\cdot174} \approx0,8$
Ответ: 0,8 или 80%

Answer 2

Для решения данной задачи нам понадобятся формулы, связанные с электроэнергетикой и теплопередачей.

1. Расчет электрической мощности (P) для соединенных последовательно спиралей: Поскольку спирали соединены последовательно, сопротивление будет суммироваться. Формула для расчета мощности: P = (V^2) / R, где V - напряжение, R - суммарное сопротивление. В данном случае V = 220 В, R = 10 Ом + 10 Ом = 20 Ом. Подставим значения и рассчитаем мощность: P = (220^2) / 20 = 2420 Вт.

2. Расчет количества теплоты (Q), необходимого для нагревания воды: Для этого воспользуемся формулой: Q = m * c * ΔT, где m - масса воды, c - удельная теплоемкость воды, ΔT - изменение температуры. В данном случае m = 1 кг, c = 4186 Дж/кг∙°C (удельная теплоемкость воды), ΔT = конечная температура - начальная температура. ΔT = 100 градусов (вода закипает при 100 градусах). Подставим значения и рассчитаем количество теплоты: Q = 1 * 4186 * 100 = 418600 Дж.

3. Расчет КПД (η) процесса: КПД процесса определяется как отношение выходной энергии (полезная работа) к затраченной энергии (входная энергия). Формула для расчета КПД: η = (полезная работа) / (затраченная энергия), где полезная работа - количество теплоты, затраченное на нагревание воды, затраченная энергия - электрическая энергия, поставленная на спирали. Полезная работа в данном случае равна количеству теплоты, Q. Затраченная энергия равна электрической мощности, P, умноженной на время работы. Время работы равно 174 секундам. Подставим значения и рассчитаем КПД: η = Q / (P * t) = 418600 / (2420 * 174).

Теперь рассчитаем значение КПД