Question

Електричний нагрівник, ККД якого становить 75%, нагріває воду від 25 до 75 °С. Нагрівник виготовле- но з 11 мнiкелінового дроту з площею поперечного перерізу 0,5 мм2. Напруга в мережі дорівнює 220 В. Визначте масу води, що проходить через нагрівник за 2 хв 40 с. Срочноооо пжжж

Answer 1

Ответ:

m=3 кг.

Объяснение:

Дано:

t₁=25°С;

t₂=75°С;

c=4200 Дж/(кг•°С);

η=0,75%;

ʟ=11 м;

S=0,5 мм²=0,5•10⁻⁶ м²;

ρ=42•10⁻⁸ Ом•м (никелин);

U=220 B;

t=2 мин 40 с=160 c.

---

Найти:

массу воды m-?

=== •

Решение:

Из определения КПД:

η=Qпол/Qзат=0,75.

Вычисляем затраченную энергию:

Qзат=P•t=U•I•t=U•(U/R)•t=(U²•t)/R=(220²•160):9,3=

=832 688,172...≈833000 Дж=833 кДж,

где сопротвление нагревателя:

R=ρʟ/S=(42•10⁻⁸ Ом•м•11 м)/0,5•10⁻⁶ м²=9,24≈9,3 Ом.

Масса воды из формулы полезной энергии Qпол:

Qпол=c•m•(t2-t1) =>

m=Qпол/{c•(t2-t1)}=625000 Дж/{4200 Дж/(кг•°С)•(75°С-25°С)}=

=2,976...≈3 кг,

где:

Qпол=η•Qзат=0,75•833000=624 750≈625000 Дж=625 кДж.

Answer 2

Для визначення маси води, яка прогрівається за допомогою електричного нагрівника, спочатку розглянемо, яким чином можна використовувати ККД (коефіцієнт корисної дії) нагрівника та інші дані, що вам надані.

1. Знайдемо споживану потужність (P) нагрівника:

   P = U^2 / R

   Де U - напруга (220 В), R - опір нагрівника. Опір нагрівника можна знайти, використовуючи опір дроту і його довжину:

   R = ρ * (L / A)

   Де ρ - опір матеріалу (для нікелевого дроту), L - довжина дроту і A - площа поперечного перерізу.

   Опір матеріалу для нікелевого дроту можна знайти в літературних джерелах або від виробника.

2. Потім знайдемо теплову потужність (Q) нагрівника, яка дорівнює споживаній потужності:

   Q = P

3. За другий закон термодинаміки, теплова потужність, що виділяється нагрівником, рівна теплу, яке передається воді:

   Q = m * c * ΔT

   Де m - маса води, яку потрібно знайти, c - теплоємність води (приблизно 4.18 Дж/(градус * г)), ΔT - зміна температури (75 °C - 25 °C).

4. Знайдемо масу води (m):

   m = Q / (c * ΔT)

   Після підстановки всіх значень, ми отримаємо масу води.

Зразок розрахунку:

Допустимо, опір нагрівника (R) дорівнює 10 Ом (це приблизне значення).

1. P = (220 В)^2 / 10 Ом = 4840 Вт

2. Q = 4840 Вт

3. ΔT = 75 °C - 25 °C = 50 °C

4. m = 4840 Вт / (4.18 Дж/(градус * г) * 50 °C) = приблизно 23.08 г

Отже, маса води, яка прогрівається нагрівником за 2 хв 40 с (тобто 160 с), становить приблизно 23.08 г. Будь ласка, зверніть увагу, що це приблизний розрахунок, і реальні значення можуть бути іншими в залежності від точних параметрів вашого нагрівника та води.