Question

Нагрівник за 3 хв нагріває 5 кг води від 20℃ до температури кипіття.Якою є сила струму в нагрівальному елементі,якщо напруга становить 220 В? ККД нагрін ка 90％

Answer 1

Ответ:

t= 3 хв=180с

m= 5кг

с=4200Дж/кг*градуси

t₁=20°

t₂=100°

U=220В

η=90 відсотків=0.9

I-?

Объяснение:

• η=Qкорисне÷Qповне, де Qкорисне = cm(t₂-t₁); Qповне =UIt→I=cm(t₂-t₁)/Utη. [I]=Дж*кг*С°/кг*С°*В*с=Дж*В*с=А.
• I=4200*5*80/220*180*0.9=0.05(A)=5cA

Answer 2

Для розрахунку сили струму в нагрівальному елементі використаємо закон збереження енергії. Ми знаємо, що роботу, яку виконує нагрівальний елемент, дорівнює кількості тепла, яку він передає воді. Формула для розрахунку тепла:

Q = m * c * ΔT,

де:

• Q - кількість тепла (джоулі),
• m - маса води (кілограми),
• c - специфічна теплоємність води (приблизно 4186 Дж/(кг·°C)),
• ΔT - зміна температури.

Маса води, m, дорівнює 5 кг (за умовою). Зміна температури, ΔT, дорівнює різниці між температурою кипіння води (100°C) та початковою температурою (20°C), тобто 100°C - 20°C = 80°C.

Знайдемо Q:

Q = 5 кг * 4186 Дж/(кг·°C) * 80°C = 1674400 Дж.

ККД (коефіцієнт корисної дії) нагрівального елемента дорівнює 90%, тобто 0,9. Це відношення ефективно використаної енергії до всього виділеного тепла.

Закон збереження енергії також можна виразити через потужність (P) і час (t):

Q = P * t,

де:

• P - потужність (вати),
• t - час (секунди).

Ми хочемо знайти потужність, тому перепишемо цю формулу як:

P = Q / t.

За умовою, час (t) дорівнює 3 хвилинам, але ми спочатку переведемо його у секунди:

t = 3 хв * 60 с/хв = 180 с.

Тепер знайдемо потужність P:

P = 1674400 Дж / 180 с ≈ 9302,22 Вт.

Знаючи потужність, ми можемо визначити силу струму (I), використовуючи закон Ома:

P = V * I,

де:

• P - потужність (вати),
• V - напруга (вольти),
• I - сила струму (ампери).

Підставимо відомі значення:

9302,22 Вт = 220 В * I.

Знайдемо I:

I = 9302,22 Вт / 220 В ≈ 42,28 А.

Отже, сила струму в нагрівальному елементі при напрузі 220 В і ККД 90% дорівнює приблизно 42,28 ампер.