Question

Стальной утюг массой 800 г нагрелся на 50∘С за 2 минуты. Чему равна мощность утюга, если его КПД составляет 75

Answer 1

(1) P = Q/tη - Мощность утюга, η ("этта") стоит в знаменателе, чтобы "увеличивать" величину мощности, ведь по факту нам нужно теплоты как бы с запасом, чтобы нагреть утюг, потому что часть тепла рассеится в окружающую среду или потеряется другим способом. Поэтому логично, что "этта" в знаменателе. Далее расписываем количество теплоты:
(2) Q = cmΔT - здесь в формуле температура, в формуле же мощности - время
(3) Подставляем (2) в (1): P = cmΔT/tη
с = 480 Дж/кгС - удельная теплоемкость стали
m = 800 г = 0,8 кг
t = 2 мин = 120 с
η = 75% = 0,75
Подставляем значения в итоговую формулу (3):
P = 480*0,8*50/120*0,75 = 213,33 Вт

Answer 2

Для определения мощности утюга, воспользуемся формулой:

Мощность (P) = (потерянная тепловая энергия) / (время)

Сначала найдем потерянную тепловую энергию утюга. Для этого воспользуемся формулой:

Потерянная тепловая энергия = масса × удельная теплоемкость × изменение температуры

Удельная теплоемкость стали составляет примерно 0.46 Дж/(г·°C).

Изменение температуры = конечная температура - начальная температура = 50°C.

Масса утюга = 800 г.

Подставим значения в формулу:

Потерянная тепловая энергия = 800 г × 0.46 Дж/(г·°C) × 50°C = 18400 Дж

Теперь найдем мощность:

Мощность (P) = Потерянная тепловая энергия / Время

Время = 2 минуты = 2 × 60 секунд = 120 секунд.

Мощность (P) = 18400 Дж / 120 сек = 153.33 Дж/сек = 153.33 Вт

Однако, чтобы учесть КПД утюга, нужно разделить найденную мощность на КПД (в виде десятичной дроби).

КПД = 75% = 0.75

Мощность утюга = 153.33 Вт / 0.75 = 204.44 Вт

Таким образом, мощность утюга составляет примерно 204.44 Вт.