Question

С помощью электрического кипятильника можно нагреть 3 кг воды от 20 до кипения за 15 минут. Кипятильник включается в сеть с напряжением 220 В и имеет КПД 80%. Какова сила тока в кипятильнике?

Answer 1

КПД=P1/P2

P1=A/t

A=Q=cpV(T2-T1) 

c=4200

V=3*10^(-3) м3

 p=1000

t=900c

 P2=UI

 КПД=0.8

 

I=(cpV(T2-T1))/(КПД*U*t)=6 A 

Answer 2

Для расчета силы тока в кипятильнике, сначала найдем количество теплоты, которое необходимо передать воде, чтобы нагреть ее от 20°C до точки кипения (100°C).

Для этого воспользуемся формулой:

Q = m * c * ΔT

где: Q - количество теплоты, Дж (джоули); m - масса воды, кг; c - удельная теплоемкость воды, которая примерно равна 4,186 Дж/(г°C) или 4186 Дж/(кг°C); ΔT - изменение температуры, °C.

ΔT = 100°C - 20°C = 80°C

Теперь подставим значения:

Q = 3 кг * 4186 Дж/(кг°C) * 80°C ≈ 1,005,840 Дж

Теперь учтем КПД кипятильника, который составляет 80%. КПД (Коэффициент полезного действия) представляет собой отношение полезной работы к затраченной энергии.

КПД = 0,8 (или 80%)

Таким образом, эффективная энергия, которую потребуется получить от сети, будет:

Эффективная энергия = Q / КПД ≈ 1,005,840 Дж / 0,8 ≈ 1,257,300 Дж

Теперь рассчитаем работу по формуле:

Работа (работа электрическая) = эффективная энергия (Дж) = U * I * t

где: U - напряжение, В (вольты) = 220 В; I - сила тока, А (амперы); t - время, с (секунды) = 15 минут = 15 * 60 секунд.

Подставим значения:

1,257,300 Дж = 220 В * I * (15 * 60 секунд)

Теперь решим уравнение относительно силы тока (I):

I ≈ 1,257,300 Дж / (220 В * 900 секунд) ≈ 6,76 Ампер

Итак, сила тока в кипятильнике составляет примерно 6,76 Ампер.