Question

В електричний чайник налили воду за температури 12 °С. Через 4 хв після вмикання чайника вода закипіла. Визначте масу води, якщо ККД чайника 91%, сила струму в його нагрівальному елементі 10 А, напруга в мережі 220 B. срочно!!!​

Answer 1

Ответ:

Для розв'язання цієї задачі нам потрібно використати закон збереження енергії, який стверджує, що енергія не може бути створена або знищена, а може перетворюватися з одного виду в інший. В цьому випадку енергія електричного струму, що протікає через нагрівальний елемент, перетворюється на теплову енергію води.

Спочатку ми можемо визначити кількість теплоти, яку отримала вода:

Q = m * c * ΔT

де Q - кількість теплоти, m - маса води, c - теплоємність води (4,18 Дж/(г*°C)), ΔT - зміна температури (в нашому випадку ΔT = 100°C, оскільки вода закипіла).

Знаючи кількість теплоти, яку виробив нагрівальний елемент, ми можемо визначити електричну енергію, витрачену на нагрівання води:

W = Q / η

де η - коефіцієнт корисної дії (ККД) чайника.

Знаючи електричну енергію, витрачену на нагрівання води, ми можемо визначити масу води:

m = W / (U * I * t)

де U - напруга в мережі, I - сила струму в нагрівальному елементі, t - час, за який вода нагрілася.

Підставляючи відповідні значення, ми отримаємо:

Q = m * c * ΔT

1000 * 4.18 * (100 - 12) = m * 1000

m = 88.8 г

W = Q / η

1000 * 4.18 * (100 - 12) / 0.91 = 47 129 Дж

m = W / (U * I * t)

m = 47 129 / (220 * 10 * 4/60)

m ≈ 859 г

Отже, маса води, яку налили в електричний чайник, становить приблизно 859 г.

Объяснение:

Answer 2

Для вирішення цієї задачі ми можемо використовувати наступну формулу:

Е = P × t,

де Е - електрична енергія, P - потужність, t - час.

Спочатку ми знайдемо електричну енергію, використовуючи формулу:

Е = маса × теплоємність × ΔТ,

де маса - маса води, теплоємність - теплоємність води, ΔТ - зміна температури.

Так як вода переходить від 12 °С до 100 °С (закипає), зміна температури буде:

ΔТ = 100 °С - 12 °С = 88 °С.

Теплоємність води становить 4,186 Дж/(г·°С) (це середнє значення).

Тепер ми можемо записати формулу для електричної енергії:

Е = маса × 4,186 Дж/(г·°С) × 88 °С.

Потужність можна визначити як добуток напруги та сили струму:

P = U × I,

де P - потужність, U - напруга, I - сила струму.

Підставимо значення:

P = 220 В × 10 А = 2200 Вт.

Тепер, використовуючи отримані значення, ми можемо знайти масу води:

Е = P × t,

маса × 4,186 Дж/(г·°С) × 88 °С = 2200 Вт × 4 хв.

Переведемо 4 хв в секунди (1 хв = 60 с):

маса × 4,186 Дж/(г·°С) × 88 °С = 2200 Вт × 4 хв × 60 с/хв.

Скоротимо одиниці:

маса × 4,186 Дж/(г·°С) × 88 °С = 2200 Вт × 240 с.

Поділимо обидві сторони рівняння на 4,186 Дж/(г·°С) × 88 °С:

маса = (2200 Вт × 240 с) / (4,186 Дж/(г·°С) × 88 °С).

Розрахуємо це значення:

маса = 128181,02 г ≈ 128 кг.

Таким чином, маса води в електричному чайнику становить приблизно 128 кг.