Question

Решите, please) Каково К. П. Д. нагревательного элемента чайника, если он включен в сеть с силой тока 5А и напряжением 220В если вода массой 500г. закипает в нем за 15 мин.(начальная температура воды 20 )?

Answer 1

Ответ:

≈17%

Объяснение:

c=4200 Дж/кг*°С

m=500г=0,5кг

t₁=20°С

t₂=100°С

I=5А

R=220В

τ=15 мин=900с

η=(Q₁/Q₂)*100%

Q₁=cm(t₂-t₁)

Q₂=IRτ

η=(cm(t₂-t₁)/IRτ)*100%=(4200*0,5*80/(5*220*900))*100%≈17%

Answer 2

Для решения данной задачи, мы можем воспользоваться законом сохранения теплоты. Первым шагом будет найти количество теплоты, необходимое для нагревания воды от начальной температуры до точки кипения. Затем мы найдем количество теплоты, необходимое для превращения воды в пару. В итоге, сумма этих двух количеств теплоты будет равна мощности нагревателя, умноженной на время работы.

1. Нагрев воды до точки кипения:

Масса воды (m) = 500 г = 0.5 кг Начальная температура (T1) = 20°C = 20 + 273.15 K = 293.15 K Температура кипения (T2) = 100°C = 100 + 273.15 K = 373.15 K

Количество теплоты Q1, необходимое для нагрева воды: Q1 = m * c * ΔT, где c - удельная теплоемкость воды, ΔT - изменение температуры.

Удельная теплоемкость воды (c) ≈ 4.18 J/(g°C)

ΔT = T2 - T1 = 373.15 K - 293.15 K = 80 K

Q1 = 0.5 кг * 4.18 J/(g°C) * 80 K = 16720 J

2. Превращение воды в пар:

Для превращения воды в пар нужно тепло, называемое теплотой парообразования (L). Для воды это значение приближенно равно 2260 kJ/kg.

Q2 = m * L, где L - теплота парообразования.

Q2 = 0.5 кг * 2260 kJ/kg = 1130 kJ = 1130000 J

Теперь мы можем найти суммарное количество теплоты, необходимое для нагрева воды и ее превращения в пар:

Q = Q1 + Q2 = 16720 J + 1130000 J = 1146720 J

3. Мощность нагревателя:

Мощность (P) = I * U, где I - сила тока, U - напряжение.

Сила тока (I) = 5 A Напряжение (U) = 220 V

P = 5 A * 220 V = 1100 W = 1100 J/s

4. Время нагрева:

Время (t) = 15 мин = 15 * 60 с = 900 с

5. Расход энергии:

Q_total = P * t = 1100 J/s * 900 с = 990000 J

Мы видим, что суммарное количество теплоты, которое вычислено на основе нагрева воды и ее превращения в пар, превышает количество энергии, которое было расходовано на нагревательный элемент чайника. Это может быть обусловлено разными факторами, такими как потери тепла в окружающую среду и т.д.