Question

На электроплитке мощностью 1305 Вт растопили 815 г льда с начальной температурой −13 °С. Полученную воду довели до кипения, причем 49 г её обратилось в пар. Процесс нагревания длился 43 мин. Определи КПД плитки. (Удельная теплота плавления льда λ =330000 Дж/кг, удельная теплота парообразования воды =2260000 Дж/кг, удельная теплоёмкость льда с1 =2100 Дж/кг·°С и воды с2 =4200 Дж/кг·°С). Ответ (округли до сотых): %.

Answer 1

Ответ:

22,10%

Объяснение:

P=1305Вт

m1=815г

m2=49г

T=43мин

Q1=c1m1Δt1

Q2=λm1

Q3=c2m1Δt2

Q4=Lm2

Qполезн=Q1+Q2+Q3+Q4

Qполн=P*T

η=Qполезн/Qполн*100%

η=(cm1Δt+λm1+c2m1Δt2+Lm2)/(P*T)

η=(2100  Дж/кг·°С*0,815кг*13°С+330000 Дж/кг*0,815кг+4200 Дж/кг·°С*0,815кг*100°С+2260000Дж/кг.*0,049кг)/(1305Вт*2580с)*100%=22,10%

Answer 2

Для определения КПД (коэффициента полезного действия) электроплитки, используем следующие шаги:

1. Определить количество теплоты, которое было передано для расплавления льда и нагрева полученной воды до кипения. 2. Рассчитать общее количество теплоты, которое может быть выделено при потреблении 1305 Вт энергии в течение 43 минут. 3. Найти отношение реально переданной теплоты к доступной энергии.

Давайте начнем:

Шаг 1: Количество теплоты для расплавления льда и нагрева воды до кипения

Расплавление льда:

Масса льда: \(m = 815\) г Удельная теплота плавления льда: \(\lambda = 330000\) Дж/кг

Количество теплоты для расплавления льда: \[ Q_1 = m \times \lambda = 0.815 \, \text{кг} \times 330000 \, \text{Дж/кг} = 268950 \, \text{Дж} \]

Нагрев воды до кипения:

Масса воды: изначально 815 г - 49 г превратилось в пар, следовательно, осталось 766 г Удельная теплоёмкость воды: \(c_2 = 4200\) Дж/кг/°C Изначальная температура воды: -13 °C Температура кипения воды: 100 °C

Теплота, необходимая для нагрева воды до температуры кипения: \[ Q_2 = m \times c_2 \times \Delta T \] \[ \Delta T = \text{температура кипения} - \text{изначальная температура} = 100 \, \text{°C} - (-13 \, \text{°C}) = 113 \, \text{°C} \] \[ Q_2 = 0.766 \, \text{кг} \times 4200 \, \text{Дж/кг/°C} \times 113 \, \text{°C} = 366558 \, \text{Дж} \]

Общая переданная теплота:

Общее количество переданной теплоты: \[ Q_{\text{общ}} = Q_1 + Q_2 = 268950 \, \text{Дж} + 366558 \, \text{Дж} = 635508 \, \text{Дж} \]

Шаг 2: Рассчитать доступную энергию

Мощность плитки: \(P = 1305\) Вт Время работы: \(t = 43\) мин = \(43 \times 60\) секунд

Энергия, потребляемая плиткой: \[ E = P \times t = 1305 \, \text{Вт} \times (43 \times 60) \, \text{с} = 3363900 \, \text{Дж} \]

Шаг 3: Найти КПД плитки

\[ \text{КПД} = \frac{Q_{\text{общ}}}{E} \times 100\% = \frac{635508 \, \text{Дж}}{3363900 \, \text{Дж}} \times 100\% \approx 18.89\% \]

Таким образом, КПД электроплитки, округленный до сотых, составляет около 18.89%.