Question

Плиз!! Нужна помощь! Напряжение на концах нагревательного элемента электрочайника составляет 200 В, сила тока через него - 5 А. Найдите, за какое время в этом чайнике нагреется 2 кг воды от 20 °С до 100 °С, если КПД чайника 80%. Ответ укажите в минутах. Удельная теплоемкость воды 4200 Дж/(кг·ºС).​

Answer 1

Ответ:

t=14 минут

Объяснение:

U=200 B

I=5 A

t₂=100 °С

t₁=20 °С

η=80%=0,8

c=4200 Дж/(кг·ºС)

Для нагревания воды необходимо количество теплоты, равное Q₁=c*m*(t₂-t₁). При работе чайника, с учетом КПД, выделяется количество теплоты Q₂=η*P*t=η*U*I*t. Чтобы вода нагрелась но требуемой температуры, , необходимо чтобы Q₂=Q₁, c*m*(t₂-t₁)=η*U*I*t ⇒ t=c*m*(t₂-t₁)/(η*U*I)= 4200*2*(100-20)/(0,8*200*5)=840 с=14 мин.

Answer 2

Для решения этой задачи вам потребуется использовать закон сохранения энергии.

1. Рассчитайте мощность, которую поглощает нагревательный элемент чайника. Мощность можно рассчитать по формуле: P = V * I, где V - напряжение (в вольтах), I - сила тока (в амперах).

P = 200 В * 5 А = 1000 Вт

2. Посчитайте количество тепла, необходимое для нагревания воды с массой 2 кг (m) с 20 °C (начальная температура, T1) до 100 °C (конечная температура, T2). Количество тепла можно рассчитать по формуле: Q = m * c * ΔT, где c - удельная теплоемкость воды, ΔT - изменение температуры (T2 - T1).

ΔT = T2 - T1 = 100 °C - 20 °C = 80 °C = 80 K (перевод из градусов Цельсия в кельвины)

Q = 2 кг * 4200 Дж/(кг·ºС) * 80 K = 672000 Дж

3. Теперь учитываем КПД (кпд = 0.8) чайника. КПД определяет, какая часть энергии преобразуется в тепло. Таким образом, эффективная мощность, которая используется для нагревания воды, будет равна:

P_эфф = P * КПД = 1000 Вт * 0.8 = 800 Вт

4. Вычислим время (t) в секундах, за которое нагреется вода. Для этого воспользуемся формулой: t = Q / P_эфф

t = 672000 Дж / 800 Вт = 840 секунд

5. Переведем время из секунд в минуты:

t_мин = 840 секунд / 60 секунд = 14 минут

Ответ: Время, за которое в чайнике нагреется 2 кг воды с 20 °C до 100 °C при 80% КПД, составит 14 минут.