Question

Електрокип'ятильник, в обмотці якого тече струм силою 2А, за 5хв нагріває 0,2кг води від 14°С до кипіння. Визначте напругу, подану на електрокип'ятильник. Втратами енергії знехтуйте. Пожалуйста помогите!

Answer 1

Ответ:

Напряжение поданное на електрокипятильник равно 120,4 В

Объяснение:

Дано:

$I =$ 2 А

t = 300 с

m = 0,2 кг

T₁ = 14 °С

T₂ = 100 °С

c = 4200 Дж / (кг * °С)

Найти:

U - ?

--------------------------------------

Решение:

ΔT = T₂ - T₁ = 100 °С - 14 °С = 86 °С (на столько градусов нагрели воду)

В данном случае теплопотерями пренебрегаем и вся работа идет на нагревание, то есть A = Q.

По закону Джоуля-Ленца: A = Q = UIt

Q = cmΔT - количество теплоты необходимое для нагревания воды на ΔT

UIt = cmΔT|: It

$\boxed{U = \dfrac{cm зT}{It} }$

U = (4200 Дж / (кг * °С) * 0,2 кг * 86 °С) / (2 А * 300 с) = 120,4 В

Ответ: U = 120,4 В.

Answer 2

При розрахунку напруги, поданої на електрокип'ятильник, ми можемо скористатися законом збереження енергії. Згідно з цим законом, електрична енергія, яка подається на кип'ятильник, повинна дорівнювати тепловій енергії, яку отримує вода під час нагрівання.

Дані:

- Сила струму, що тече в обмотці кип'ятильника: 2 А - Маса води: 0,2 кг - Початкова температура води: 14 °C - Температура кипіння води: 100 °C

Розрахунок:

1. Знайдемо кількість теплоти, яку потрібно передати воді, щоб нагріти її до кипіння. Для цього використовуємо формулу:

Q = m * c * ΔT

де: - Q - кількість теплоти (в джоулях) - m - маса води (в кілограмах) - c - специфічна теплоємність води (приблизно 4186 Дж/кг·°C) - ΔT - зміна температури (в °C)

Підставляємо відповідні значення:

Q = 0.2 кг * 4186 Дж/кг·°C * (100 °C - 14 °C)

Розраховуємо:

Q = 0.2 кг * 4186 Дж/кг·°C * 86 °C

Q ≈ 72272 Дж

2. Знайдемо електричну енергію, яка подається на кип'ятильник, використовуючи формулу:

W = V * I * t

де: - W - електрична енергія (в джоулях) - V - напруга (в вольтах) - I - сила струму (в амперах) - t - час (в секундах)

Підставляємо відповідні значення:

W = V * 2 А * 5 хв = V * 2 А * 300 сек

3. Застосуємо закон збереження енергії, щоб знайти напругу:

W = Q

Підставляємо значення:

V * 2 А * 300 сек = 72272 Дж

Розраховуємо:

V ≈ 72272 Дж / (2 А * 300 сек)

V ≈ 120.453 В

Відповідь:

Напруга, подана на електрокип'ятильник, приблизно дорівнює 120.453 В.