Question

Через спіраль електричного чайника, увімкнкного в мережу з напругою 220В, проходить струм 5А. В чайнику закипіла вода. Скільки википить води, якщо протягом 2,5 хв після її закипання чайник не вимикати з мережі? ККД чайника 75%

Answer 1

Ответ:

Дано:                              Решение:

U=220B                          Тепловая мощность чайника с кпд 75% равна                                                  

I=5A                                 P = U*I*η = 220*5*0.75 = 825 Вт = 825 Дж в сек

t=2,5 мин = 150 сек       При кипении воды на 1 кг выкипания воды

η=75%                              затрачивается энергия, численно равная

Найти:                              удельной теплоте парообразования gamm =

m-?                                   2300000 Дж

                                        Q = P*t = U*I*η*t = 825*150 = 123750 Дж

                                        Масса выкипевшей воды при затрате количества

                                        теплоты Q равна:

                                        m = Q/gamm = U*I*eta*t/gamm = 123750/2300000 =                    

                                         0.054 кг = 54 грамм

Ответ: 54 грамма

Answer 2

Для розв'язання цього завдання, спочатку знайдемо електричну потужність чайника, використовуючи формулу:

Потужність (P) = Напруга (U) * Струм (I)

де Напруга (U) = 220 В (вольт) Струм (I) = 5 А (ампер)

Потужність (P) = 220 В * 5 А = 1100 Вт (ват)

Знаючи електричну потужність, ми можемо визначити кількість електричної енергії, яку споживає чайник за 2,5 хвилини, використовуючи формулу:

Енергія (E) = Потужність (P) * Час (t)

де Потужність (P) = 1100 Вт (ват) Час (t) = 2,5 хв = 2,5 * 60 с = 150 с (секунд)

Енергія (E) = 1100 Вт * 150 с = 165000 Вс (ват-секунд)

Тепер потрібно перевести енергію в кількість тепла, що виділяється, знаючи, що коефіцієнт корисної дії (ККД) чайника становить 75%. ККД відображає співвідношення між корисною енергією (в цьому випадку, тепло для нагрівання води) та загальною витраченою енергією.

ККД = Корисна енергія / Загальна витрачена енергія

Корисна енергія = ККД * Загальна витрачена енергія

Ми хочемо знайти кількість тепла, тому корисна енергія дорівнює теплу, а загальна витрачена енергія - електричній енергії.

Кількість тепла (Q) = ККД * Енергія (E)

де ККД = 75% = 0,75 (у десятковому виразі)

Кількість тепла (Q) = 0,75 * 165000 Вс = 123750 Вс (ват-секунд)

Тепер ми можемо перевести кількість тепла в кількість води, яка буде википати, використовуючи відому величину тепла плавлення льоду:

Тепло плавлення льоду (L) = 334000 Дж/кг (джоуль на кілограм)

Знаючи кількість тепла (Q) у джоулях, ми можемо знайти масу води (m) у кілограмах, яка випариться:

Маса води (m) = Кількість тепла (Q) / Тепло плавлення льоду (L)

Маса води (m) = 123750 Вс / 334000 Дж/кг ≈ 0,37 кг

Отже, приблизно 0,37 кг води випариться під час 2,5 хвилини нагрівання після закипання чайника.