Question

5. Кипятильник нагревает воду объемом V= 1,2 л от температуры t= 12 °C до кипения за время т = 10 мин. Определите силу тока, потребляемую кипятильником, при напряжении U= 220 В. Коэф- фициент полезного действия кипятильника n = 80 %. (Удельная Дж теплоемкость воды с=4200 плотность воды р= 1000 КГ 3 M м кг . °C температура кипения воды t = 100 °С.)л ответ должен быть 4,2 а​ помогите пожалуйста

Answer 1

Дано:

V = 1,2 л = 0,0012 м³

t₁ = 12 °C

t₂ = 100 °C

U = 200 В

τ = 10 мин = 600 сек

η = 0,8

с = 4200 Дж/(кг * °C)

ρ = 1000 кг/м³

Найти:

I - ?

Решение:

По определению КПД равно:

η = А(пол.)/А(затр) * 100%, где

А(пол) = cmΔt = cm(t₂-t₁) - полезная работа

А(затр) = IUτ - затраченная работа

Отсюда

η = cmΔt/IUτ

Неизвестна масса. Найдем её через плотность:

ρ = m/V ⇒ m=ρV

Подставим, получим:

η = cρVΔt/IUτ

Выразим I:

I = cρVΔt/ηUτ

Подставим значения:

I = (4200*1000*0,0012*(100-12)/0,8*220*600 = 4,2 А

Ответ: 4,2 А

Answer 2

Для определения силы тока, потребляемой кипятильником, мы можем использовать формулу мощности:

P = U * I,

где P - мощность (в ваттах), U - напряжение (в вольтах), I - сила тока (в амперах).

Мощность можно выразить через тепловую энергию, которая передается воде и вызывает ее нагрев. Формула для тепловой энергии Q:

Q = m * c * ΔT,

где Q - тепловая энергия (в джоулях), m - масса воды (в килограммах), c - удельная теплоемкость воды (в джоулях на градус Цельсия на грамм), ΔT - изменение температуры (в градусах Цельсия).

Сначала найдем массу воды m:

V = 1,2 л = 0,0012 м³ (1 л = 0,001 м³), ρ = 1000 кг/м³,

m = V * ρ = 0,0012 м³ * 1000 кг/м³ = 1,2 кг.

Теперь найдем изменение температуры ΔT:

Начальная температура (t1) = 12 °C, Температура кипения (t2) = 100 °C.

ΔT = t2 - t1 = 100 °C - 12 °C = 88 °C.

Теперь мы можем выразить тепловую энергию Q:

Q = m * c * ΔT = 1,2 кг * 4200 Дж/(кг·°C) * 88 °C = 443520 Дж.

Теперь у нас есть тепловая энергия, которая передается воде. Поскольку коэффициент полезного действия кипятильника n составляет 80%, мощность P, потребляемая кипятильником, равна:

P = Q / (n * t),

где n = 0,80 (коэффициент полезного действия), t = 10 мин = 600 сек (переводим в секунды).

P = 443520 Дж / (0,80 * 600 с) = 738800 Дж / 480 с ≈ 1541,67 Вт.

Теперь мы можем найти силу тока, подставив значение мощности и напряжения в формулу P = U * I:

1541,67 Вт = 220 В * I.

I = 1541,67 Вт / 220 В ≈ 7,008 А.

Сила тока, потребляемая кипятильником, составляет около 7,008 ампера. Однако ответ должен быть округлен до одного десятичного знака:

I ≈ 7,0 А.

Ответ: Сила тока, потребляемая кипятильником, составляет около 7,0 ампера, округленная до одного десятичного знака.