Question

Яку кількість води від 24 до 90 °С може нагріти кип'ятильник за 20 хв, якщо сила струму в нагрівальному елементі 5 А? Напруга в мережі 220 В, ККД нагрівника 90 %. Питома теплоємність води 4200 Дж/кг°С

Answer 1

Ответ:

с

м фото
Объяснение:

Answer 2

Щоб обчислити кількість води, яку може нагріти кип'ятильник, застосуємо закон збереження енергії. Кількість теплоти, яку нагрівник передає воді, повинна бути рівна кількості теплоти, яку вода поглинає.

Формула для обчислення кількості переданої теплоти:

Q = P × t,

де Q - кількість теплоти (в джоулях), P - потужність нагрівника (в ватах), t - час нагріву (в секундах).

У вашому випадку потужність нагрівника P = 5 А × 220 В = 1100 Вт.

Застосуємо формулу для обчислення кількості теплоти:

Q = 1100 Вт × 20 хв × 60 с/хв = 1320000 Дж.

Оскільки коефіцієнт корисної дії (ККД) нагрівника становить 90%, реальна кількість переданої теплоти буде:

Q_реальна = Q × ККД = 1320000 Дж × 0.9 = 1188000 Дж.

Тепер, щоб обчислити масу води, яку можна нагріти, скористаємося формулою:

Q_реальна = m × c × ΔT,

де m - маса води (в кілограмах), c - питома теплоємність води (в Дж/кг°С), ΔT - зміна температури (в °С).

Підставляємо відомі значення:

1188000 Дж = m × 4200 Дж/кг°С × (90 °С - 24 °С).

Розкриваємо дужки:

1188000 Дж = m × 4200 Дж/кг°С × 66 °С.

Скорочуємо однакові одиниці:

1188000 = 277200 m.

Ділимо обидві сторони на 277200:

m = 1188000 / 277200 ≈ 4,28 кг.

Таким чином, кип'ятильник з потужністю 1100 Вт може нагріти приблизно 4,28 кг води від 24 до 90 °С за 20 хв при ККД нагрівника 90%.