Question

Скільки часу нагріватиметься 2 л води від 20°С до кипіння в електричному чайнику, що має потужність 500 Вт з ККД 75%?

Answer 1

Ответ:

Щоб нагріти воду, до кипіння потрібно кількість теплоти, рівну

Q=c*m*(t2-t1)

Кількість теплової енергії чайника з урахуванням ккд

W=P*кпд*T

Маємо:

T = c * m * (t2-t1) / P

Answer 2

Щоб визначити час нагрівання, спочатку необхідно визначити кількість теплоти, яку необхідно передати воді, щоб підігріти її до кипіння. Для цього використовується формула:

Q = m * c * ΔT,

де: Q - кількість теплоти (в джоулях), m - маса води (в кілограмах), c - специфічна теплоємність води (приблизно 4.186 Дж/(г·°C)), ΔT - зміна температури (у градусах Цельсія).

Маса води може бути виражена через її об'єм:

m = V * ρ,

де: V - об'єм води (в літрах), ρ - щільність води (приблизно 1 г/см³ або 1000 кг/м³).

Тепер ми можемо визначити кількість теплоти, яку потрібно передати воді:

Q = (V * ρ) * c * ΔT.

Для води, яка нагрівається від 20°C до кипіння (100°C), зміна температури буде:

ΔT = 100°C - 20°C = 80°C.

Підставляючи дані, отримаємо:

Q = (2 л) * (1000 г/л) * (4.186 Дж/(г·°C)) * 80°C = 669,28 кДж.

Тепер можемо визначити час нагрівання, використовуючи формулу:

Q = P * t,

де: P - потужність чайника (в ватах), t - час нагрівання (в секундах).

Підставляючи дані, отримаємо:

669,28 кДж = (500 Вт) * t.

Перетворюємо кілоджоулі в джоулі:

669,28 кДж = 669280 Дж.

Тепер можемо визначити час нагрівання:

t = 669280 Дж / 500 Вт = 1338,56 с.

Отже, час нагрівання складатиме приблизно 1338,56 секунд, або приблизно 22,31 хвилини.