Question

На электроплитке мощностью 1509 Вт растопили 528 г льда с начальной температурой −15 °С. Полученную воду довели до кипения, причем 47 г её обратилось в пар. Процесс нагревания длился 49 мин. Определи КПД плитки. (Удельная теплота плавления льда λ =330000 Дж/кг, удельная теплота парообразования воды L =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:

97,9%

Объяснение:

Дано:

P = 1 509 Вт

m1 = 0,528 кг

t1 = -15 °с

tп = 0 °с

tk = 62°c

m2 = 0,047 кг

t = 2940 c  

λ = 330000 Дж / кг

L = 2260000 Дж / кг

с1 = 2100 Дж / кг * °с

с2 = 4200 Дж / кг * °с

Найти:

μ - ?

Решение:

μ = Aп / Аз * 100 %

Аз = 2940 * 1509 =  4436460 Дж

Ап = Q

Q = Q1 + Q2 + Q3 + Q4

Q1 = c1m1(tп - t1) = 2100 * 0,528 * 15 = 16 632Дж

Q2 = λm1 = 330000 * 0,528 = 174 240 Дж

Q3 = c2m1(tk - tп) = 4200 * 0,528* 62= 137 491,2 Дж

Q4 = Lm2 = 2260000 * 0,047 = 106 220 Дж

Aп = Q = 16 632+174 240+137 491,2+106 220 =  434 583,2Дж

μ = 434 583,2/4436460 *100%=97,9%

Answer 2

КПД (КПЭ) - это коэффициент полезного действия, который выражает, какая часть затраченной энергии превращается в полезную работу. В данном случае, полезная работа - это плавление льда и нагрев воды до кипения.

Сначала определим количество теплоты, которое необходимо для плавления льда:

Q_1 = m * λ

где:

• m - масса льда (в кг) = 528 г = 0.528 кг
• λ - удельная теплота плавления льда = 330000 Дж/кг

Q_1 = 0.528 кг * 330000 Дж/кг = 174240 Дж

Затем определим количество теплоты, которое необходимо для нагревания воды до кипения:

Q_2 = m * c * ΔT

где:

• c - удельная теплоёмкость воды = 4200 Дж/кг·°С
• ΔT - изменение температуры воды (начальная температура до кипения = 0 °C, конечная температура кипения = 100 °C) = 100 °C

Q_2 = 0.528 кг * 4200 Дж/кг·°С * 100 °C = 221760 Дж

Затем определим количество теплоты, которое необходимо для превращения 47 г воды в пар:

Q_3 = m * L

где:

• L - удельная теплота парообразования воды = 2260000 Дж/кг
• m - масса воды, превращенной в пар (в кг) = 47 г = 0.047 кг

Q_3 = 0.047 кг * 2260000 Дж/кг = 106922 Дж

Суммируем все теплоты, чтобы получить полную затраченную энергию:

Q_total = Q_1 + Q_2 + Q_3 = 174240 Дж + 221760 Дж + 106922 Дж = 502922 Дж

Далее, используя мощность электроплитки и время нагревания, можно найти полезную работу:

W = P * t

где:

• P - мощность электроплитки = 1509 Вт = 1509 Дж/с
• t - время нагревания = 49 мин = 2940 с

W = 1509 Дж/с * 2940 с = 4441590 Дж

Теперь можем вычислить КПД:

КПД = (полезная работа / затраченная энергия) * 100%

КПД = (4441590 Дж / 502922 Дж) * 100% ≈ 88.38%

Ответ (округленный до сотых) составляет около 88.38%.