Question

Для нагрева 2 л воды от 19С до температуры кипения затрачено 800кДж энергии.Определить сопротивление нагревательного элемента кипятильника, если напряжение в сети 120В и нагрев продолжался 18 мин. Какой КПД нагревателя?

Answer 1

R=U/I  

Q=A=IUt  

I=A/Ut=578000/220*600=4.4 A

R=220/4.4=50 Ом

Как-то так )0)

Answer 2

Для определения сопротивления нагревательного элемента и КПД нагревателя, нам нужно выполнить несколько шагов:

Шаг 1: Определить мощность нагревателя. Шаг 2: Рассчитать сопротивление нагревательного элемента. Шаг 3: Рассчитать КПД нагревателя.

Шаг 1: Определение мощности нагревателя. Мощность (P) нагревателя можно рассчитать, используя формулу:

P = Энергия (Q) / Время (t)

где Q - затраченная энергия в джоулях, t - время в секундах.

Переведем время из минут в секунды: t = 18 мин * 60 сек/мин = 1080 сек

P = 800 кДж * 1000 Дж/кДж / 1080 сек ≈ 740.74 Вт

Шаг 2: Расчет сопротивления нагревательного элемента. Мощность (P) нагревателя связана с напряжением (U) и сопротивлением (R) нагревательного элемента следующим образом:

P = U^2 / R

Отсюда:

R = U^2 / P

R = (120 В)^2 / 740.74 Вт ≈ 19.37 Ом

Шаг 3: Расчет КПД нагревателя. КПД (Коэффициент полезного действия) нагревателя определяется как отношение выходной энергии (т.е. тепло, которое передается воде) к затраченной энергии:

КПД = (Тепло, переданное воде) / (Затраченная энергия)

Тепло, переданное воде, можно рассчитать, зная изменение температуры и массу воды:

Тепло = масса * удельная теплоемкость * изменение температуры

Масса воды (m) = 2 л = 2 кг (так как плотность воды приблизительно равна 1 кг/л)

Изменение температуры (ΔT) = Температура кипения - Начальная температура = 100°C - 19°C = 81°C

Удельная теплоемкость воды (c) ≈ 4.186 кДж/(кг*°C) (приблизительное значение)

Тепло = 2 кг * 4.186 кДж/(кг*°C) * 81°C ≈ 678.132 кДж

Теперь рассчитаем КПД:

КПД = 678.132 кДж / 800 кДж ≈ 0.8477 или около 84.77%

Итак, сопротивление нагревательного элемента кипятильника составляет примерно 19.37 Ом, а КПД нагревателя равен примерно 84.77%.