Question

Чайник включён в сеть напряжением 220 В. Чему равно сопротивление спирали чайника, если в нём за 10 мин можно нагреть 2,3 л воды от 20 °С до кипения? КПД чайника 80%. помогите пж

Answer 1

Ответ:

79,7%.

Объяснение:

КПД чайника:

η = Q/A, где Q - количество тепла, которое идет на нагрев воды, А - работа электрического тока.

Q = с*m*∆T, где где с - удельная теплоемкость воды (с = 4183 Дж/(кг*К)), m - масса воды (m = 2,2 кг), ∆T - разность температур воды (∆T = 100 - 20 = 80 ºС).

А = I*U*t, где I - сила тока (I = 7 А), U - напряжение в сети (U = 220 В), t - время работы чайника (t = 10 мин = 10*60 с = 600 с).

η = Q/A = с*m*∆T /(I*U*t) = 4183*2,2*80/(7*220*600) = 0,797 = 79,7%.

Ответ: КПД чайника равен 79,7%.

Answer 2

Для решения этой задачи, мы можем воспользоваться законом сохранения энергии и формулой для вычисления тепловой мощности.

Сначала найдем количество тепла, необходимое для нагрева 2.3 л воды с 20°C до кипения:

Масса воды, m = 2.3 кг (плотность воды приближенно 1 кг/л) Начальная температура, T1 = 20°C Конечная температура (кипение), T2 = 100°C Теплоемкость воды, c = 4186 Дж/(кг·°C) Количество тепла для нагрева: Q = m * c * ΔT, где ΔT = T2 - T1.

Подставляем значения и рассчитываем Q: Q = 2.3 кг * 4186 Дж/(кг·°C) * (100°C - 20°C) = 2.3 * 4186 * 80 = 768572 Дж.

Затем найдем тепловую мощность, используя формулу: P = Q / t, где t - время нагрева в секундах.

Переведем 10 минут в секунды: t = 10 мин * 60 сек/мин = 600 сек.

P = 768572 Дж / 600 сек = 1280.9533 Вт.

Теперь учтем КПД (коэффициент полезного действия) чайника, который составляет 80%. КПД можно рассчитать как: КПД = (полезная мощность / затраченная мощность) * 100%.

Полезная мощность (Pполезная) чайника: Pполезная = P * КПД = 1280.9533 Вт * 0.8 = 1024.76264 Вт.

Закон Ома связывает мощность, напряжение и сопротивление: Pполезная = U^2 / R, где U - напряжение, R - сопротивление.

Подставляем известные значения и находим сопротивление: 1024.76264 Вт = (220 В)^2 / R, R = (220 В)^2 / 1024.76264 Вт ≈ 471.3036 Ом.

Таким образом, сопротивление спирали чайника примерно равно 471.3036 Ом.