Question

Через електричний нагрівник з опором 400 ом протягом 5 хв проходить струм 1 А наскільки градусів нагріється 1 л води якщо к.к.д нагрівальника становить 70%

Answer 1

Ответ:

......................

Answer 2

Для визначення температури нагріття води використовуємо закон Джоуля-Ленца, який говорить, що тепло, виділене при проходженні електричного струму через опір, пропорційне квадрату сили струму, опору та часу. Математично це виражається так:

Q = I^2 * R * t,

де: Q - виділене тепло (в джоулях), I - сила струму (в амперах), R - опір нагрівальника (в омах), t - час (в секундах).

За умовою задачі: I = 1 А, R = 400 ом, t = 5 хв = 5 * 60 с = 300 с.

Підставляємо ці значення у формулу:

Q = (1^2) * 400 * 300 = 120000 джоулів.

Далі використовуємо коефіцієнт корисної дії (ККД) нагрівальника, щоб знайти кількість тепла, яке фактично нагріло воду:

ККД = 70% = 0.7.

Тепло, яке нагріло воду, буде:

Q_вода = Q * ККД = 120000 * 0.7 = 84000 джоулів.

Тепер, для того щоб знайти наскільки градусів нагріється 1 літр води, використаємо специфічну теплоємність води (c_води):

c_води = 4.186 Дж/(градус Цельсія * грам).

Оскільки ми знаємо, що є 1000 грамів в 1 літрі води, тепло, яке нагріло 1 літр води, можна знайти так:

Т_початкова + ΔТ = Т_кінцева, ΔТ = Q_вода / (c_води * m),

де: ΔТ - зміна температури, m - маса води (в грамах).

m = 1000 грам.

ΔТ = 84000 / (4.186 * 1000) ≈ 20 градусів Цельсія.

Отже, вода нагріється на приблизно 20 градусів Цельсія після того, як протягом 5 хв проходить струм 1 А через електричний нагрівник із опором 400 ом, за умови, що коефіцієнт корисної дії нагрівальника становить 70%.