Question

В електричний чайник налили 1,5 кг води при температурі 10 °С. Через який час закипить вода в чайнику, якщо сила струму в його нагрівальному елементі дорівнює 10 А, а напруга в мережі становить 220 В? ККД чайника 80 %.

Answer 1

Ответ:

Відповідь: 100с.)))))))))))

Answer 2

Для розв'язання цієї задачі, спочатку нам потрібно знайти кількість тепла, яка потрібна для нагрівання 1,5 кг води від початкової температури 10 °C до температури кипіння (100 °C). Потім ми можемо визначити, яка кількість тепла буде вироблена нагрівальним елементом за певний час, використовуючи закон Джоуля-Ленца. Останнім кроком буде визначення часу, за який ця кількість тепла буде вироблена при даній потужності.

1. Знайдемо кількість тепла, необхідну для нагрівання води: Специфічна теплоємність води (c) = 4.186 J/g°C (в джоулях на грам на градус Цельсія). Маса води (m) = 1.5 кг = 1500 г. Початкова температура (T1) = 10 °C. Кінцева температура (T2) = 100 °C (температура кипіння).

   Кількість тепла (Q) = m * c * ΔT, де ΔT = T2 - T1.

   Підставимо значення: ΔT = 100 °C - 10 °C = 90 °C. Q = 1500 г * 4.186 J/g°C * 90 °C = 564,390 J (джоулів).

2. Знайдемо потужність нагрівального елемента: Потужність (P) = Напруга (U) * Сила струму (I). Підставимо значення: U = 220 В, I = 10 А. P = 220 В * 10 А = 2200 Вт (ватт).

3. Знайдемо кількість тепла, яку виділить нагрівальний елемент за певний час: Кількість тепла (Q) = P * t, де t - час в секундах.

   Підставимо значення: Q = 2200 Вт * t.

4. Враховуючи коефіцієнт корисної дії (ККД) чайника, знаходимо час (t), за який кількість виділеної тепла дорівнює необхідній кількості тепла для нагрівання води: ККД = 0.80.

   Таким чином, 0.80 * 2200 Вт * t = 564,390 J. Звідси t = 564,390 J / (0.80 * 2200 Вт) ≈ 321.9 секунд.

Отже, вода закипить у чайнику приблизно через 321.9 секунд, або близько 5 хвилин і 21 секунду.