Question

Пральна машина має потужність нагрівальних тенів 1500 Вт і ККД 80 %. За який час тени нагріють воду об'ємом 5 л від 20 до 90°С?​

Answer 1

Ответ:

Объяснение:

Дано:

P = 1 500 Вт

КПД = 80%

V = 5 л;    m = 5 кг

t₁ = 20°

t₂ = 90°

_______________

t - ?

Нагреваем воду:

Q = c·m·(t₂-t₁) = 4200·5·(90-20) = 1 470 000 Дж

Работа тока:

А = N·t

КПД = Q·100%/A

КПД = Q·100%/(N·t)

t = Q·100% / (N·КПД) = 1 470 000·100% / (1500·80%) = 1225 c   или  t≈20 мин

Answer 2

Для розв'язання цього завдання використовуємо формулу для розрахунку теплової енергії:

Q = m * c * ΔT,

де: Q - теплова енергія (Дж); m - маса речовини (кг); c - теплоємність речовини (Дж/(кг·°C)); ΔT - зміна температури (°C).

Ваше завдання полягає в опануванні двох етапів:

1. Розрахунок теплової енергії, необхідної для нагрівання води від 20°C до 90°C.

2. Розрахунок часу, необхідного для нагрівання води за заданою потужністю нагрівальних тенів.

3. Розрахунок теплової енергії: Маса води (m) = об'єм * щільність = 5 кг (так як щільність води близько 1000 кг/м³).

ΔT = 90°C - 20°C = 70°C.

Теплоємність води (c) ≈ 4186 Дж/(кг·°C) (це для води приблизно при кімнатній температурі).

Теплова енергія (Q) = m * c * ΔT = 5 кг * 4186 Дж/(кг·°C) * 70°C = 1465100 Дж.

2. Розрахунок часу: Потужність нагрівальних тенів (P) = 1500 Вт = 1500 Дж/с.

ККД (η) = 80% = 0,8.

Потужність, витрачена на нагрівання води, дорівнює тепловій енергії, поданій на вхід (Q), помноженій на ККД:

P = η * Q / t,

де t - час, який потрібен для нагрівання.

Розкриваючи вираз для t, маємо:

t = η * Q / P = 0,8 * 1465100 Дж / 1500 Дж/с ≈ 976,733 с.

Таким чином, час, необхідний для нагрівання води від 20°C до 90°C, становить близько 976,733 секунд, або приблизно 16 хвилин і 16 секунд.