Question

Кипятильник мощностью 800Вт воду комнатной температуры(20 градусов) объемом 3л доводит до кипения за 18 мин. Найдите КПД кипятильника

Answer 1

Все очень просто.
Дано: N=800 Вт , To=20°C , dT=80°C, V=3*10^-3 м^3 , t=1080 секунд , C=4200 Дж/кг , pводы=1000 кг/м^3.

Решение:
Aз=N*t , Ап=Q=Cm*dT=C*pводы*V*dt

n(КПД)=Aполезное/Азатраченное = C*pводы*V*dT/N*t=16%.

Answer 2

Чтобы найти КПД (Коэффициент полезного действия) кипятильника, необходимо знать, сколько тепла было затрачено на нагрев воды до кипения и сколько тепла было получено от 800-ваттного кипятильника за время его работы.

Сначала найдем количество тепла, которое было затрачено на нагрев воды до кипения. Для этого используем уравнение:

Q1 = m * c * ΔT,

где: Q1 - количество тепла, затраченное на нагрев воды (в джоулях), m - масса воды (в килограммах), c - удельная теплоемкость воды (примем за 4.186 Дж/(град*г)), ΔT - изменение температуры (в градусах Цельсия).

Массу воды (m) можно найти, зная её объем и плотность:

m = V * ρ,

где: V - объем воды (в литрах), ρ - плотность воды (примем за 1 кг/л).

Теперь найдем количество тепла, которое выделил кипятильник за время его работы. Для этого воспользуемся формулой:

Q2 = P * t,

где: Q2 - количество тепла, выделенное кипятильником (в джоулях), P - мощность кипятильника (в ваттах), t - время работы кипятильника (в секундах).

Теперь, когда у нас есть значения Q1 и Q2, мы можем найти КПД:

КПД = (Q2 / Q1) * 100%.

Давайте произведем расчеты:

1. Найдем массу воды: m = V * ρ = 3 л * 1 кг/л = 3 кг.

2. Найдем количество тепла, затраченное на нагрев воды до кипения: ΔT = Температура кипения - Температура комнаты = 100°C - 20°C = 80°C. Q1 = m * c * ΔT = 3 кг * 4.186 Дж/(град*г) * 80°C = 1002.72 кДж.

3. Найдем количество тепла, выделенное кипятильником: t = 18 мин * 60 сек/мин = 1080 сек. Q2 = P * t = 800 Вт * 1080 сек = 864000 Дж.

4. Теперь найдем КПД: КПД = (Q2 / Q1) * 100% = (864000 Дж / 1002.72 кДж) * 100% ≈ 86.15%.

Итак, КПД кипятильника составляет примерно 86.15%.