Question

Вода, которую налили в электрический чайник при температуре 12 ° С, закипела через 2 мин. Определите массу воды, если сила тока в нагревательном элементе чайника 6 А, а напряжение в сети 220 В. КПД чайника 84%.

Answer 1

Ответ:

Объяснение:

T1=12 ° С

T2=100

t= 2 мин=120 c.

I= 6 А

U= 220 В

η= 84%.=0.84 раз

c=4200 Дж/(кг*град)

m=?

для воды

Q=c*m*(T2-T1)

Для работы тока

A=U*I*t

С учетом КПД

η=Q/A

Q=A*η

c*m*(T2-T1) = U*I*t*η

m=(U*I*t*η) / (c*(T2-T1)) = (220*6*120*0.84) / (4200*(100-12))=0.36 кг =360 г.

Answer 2

η=84%=0,84

Q1=Q2

Q1=c*m*(100-12)

Q2=η*I*U*t

cm(100-12)=η*IUt

m=ηIUt/c(100-12)

m=0,84*6*220*120/4 200(100-12)=0,36 (кг)

Answer 3

Для определения массы воды, необходимо использовать закон сохранения энергии.

Шаг 1: Найдем мощность, потребляемую нагревательным элементом чайника:

Мощность (в Ваттах) = Напряжение (в Вольтах) × Сила тока (в Амперах)

Мощность = 220 В × 6 А = 1320 Вт

Шаг 2: Найдем количество тепла, необходимое для нагревания воды до точки кипения:

Формула для вычисления тепла: Q = м × c × ΔT

где: Q - количество тепла (в Джоулях) м - масса воды (в килограммах) c - удельная теплоемкость воды (примем за 4.186 Дж/(г °C), это значение относительно точно для температур в диапазоне 0-100 °C) ΔT - изменение температуры (в °C)

Изначальная температура воды, T1 = 12 °C Температура кипения воды, T2 = 100 °C (на уровне моря)

ΔT = T2 - T1 = 100 °C - 12 °C = 88 °C

Q = м × 4.186 Дж/(г °C) × 88 °C

Шаг 3: Найдем эффективную переданную энергию, учитывая КПД чайника:

Эффективная переданная энергия = Q / КПД

Шаг 4: Найдем массу воды:

м = (Эффективная переданная энергия) / (c × ΔT)

м = (Q / КПД) / (c × ΔT)

Подставим значения:

м = (Q / 0.84) / (4.186 Дж/(г °C) × 88 °C)

м = (1320 Вт × 120 сек / 0.84) / (4.186 Дж/(г °C) × 88 °C)

м = 120000 Дж / 352.608 Дж/°C

м ≈ 340 г

Итак, масса воды, которую налили в чайник, составляет около 340 грамм.