Question

яку масу води можна нагріти за 8 хв від 25 градусів до 100 градусів у кип'ятильнику з опором 40 Ом при напрузі 220 В

Answer 1

Запишемо рівняння теплового балансу

U^2 * τ/R=cm(100-25)

m=U^2 * τ/75Rc

m=220^2*8*60/(75*40*4200)=1.8438 (кг)

Answer 2

Для розв'язання цього завдання можна використовувати закони термодинаміки та закони електрики. Спочатку ми визначимо кількість тепла, яку потрібно передати воді, щоб нагріти її з 25 градусів до 100 градусів. Використовуємо формулу:

Q = mcΔT,

де: Q - кількість тепла (в джоулях), m - маса води (в кілограмах), c - специфічна теплоємність води (приблизно 4,186 Дж/град Цельсія), ΔT - зміна температури (в градусах Цельсія).

ΔT = 100 - 25 = 75 градусів Цельсія.

Підставляємо ці значення у формулу:

Q = (m)(4,186 Дж/град Цельсія)(75 градусів Цельсія).

Q = 314.1m Дж.

Тепер ми знаємо, що потрібно передати 314.1m Дж тепла воді.

Далі, ми можемо використовувати закон Ома для визначення кількості електроенергії, яку виділяє кип'ятильник. Закон Ома має вигляд:

E = I^2Rt,

де: E - електроенергія (в джоулях), I - сила струму (в амперах), R - опір кип'ятильника (в омах), t - час (в секундах).

Ми знаємо, що опір кип'ятильника дорівнює 40 Ом, напруга E дорівнює 220 В, а час t дорівнює 8 хвилин, що дорівнює 8 х 60 секунд = 480 секунд.

Підставляємо ці значення у формулу:

E = (220 В)^2 * 40 Ом * 480 с.

E = 4,608,000 Дж.

Тепер, знаючи кількість електроенергії, яку виділяє кип'ятильник, ми можемо визначити масу води, яку можна нагріти за допомогою цієї енергії. Зробимо це, поділивши кількість електроенергії на кількість тепла:

4,608,000 Дж / 314.1m Дж = 14,675.

Отже, маса води, яку можна нагріти за 8 хвилин від 25 градусів до 100 градусів у кип'ятильнику з опором 40 Ом при напрузі 220 В, становить близько 14,675 кілограмів (або 14,675 літрів, оскільки щільність води близько 1 кг/л).