Question

Чайник ввімкнений у мережу 220 В, сила струму дорівнює 12 А. Визначте масу води, яку можна нагріти від 20 °С до 100 °С за рахунок енергії, одержаної протягом 8 хв у електричному чайнику, ККД якого 75% .

Answer 1

Вот решение...........

Answer 2

Для визначення маси води, яку можна нагріти, використовуючи електричний чайник, спочатку визначимо споживану ним потужність.

Потужність P (ватт) електричного чайника можна обчислити, використовуючи співвідношення:

P = V * I,

де V - напруга (вольти), I - сила струму (ампери).

P = 220 В * 12 А = 2640 Вт.

Тепер, щоб визначити кількість тепла (Q), яку додає чайник до води, можемо використовувати співвідношення:

Q = P * t,

де P - потужність (ватт), t - час роботи чайника (в секундах).

Перетворимо час роботи чайника з хвилин до секунд:

t = 8 хв * 60 с/хв = 480 с.

Q = 2640 Вт * 480 с = 1,267,200 Дж.

Коефіцієнт корисної дії (ККД) чайника дорівнює 75%, що означає, що тільки 75% енергії витрачається на нагрівання води, інші 25% - може бути втрачено втратами тепла. Тому, ефективна кількість тепла, яка буде використана для нагрівання води, буде:

Q_еф = Q * ККД = 1,267,200 Дж * 0,75 = 950,400 Дж.

Тепер, щоб визначити масу води (m), яку можна нагріти, використовуючи цю енергію, можна використовувати співвідношення:

Q_еф = m * c * ΔT,

де c - питома теплоємність води (приблизно 4,186 Дж/г*°C), ΔT - зміна температури (в нашому випадку, 100 °C - 20 °C = 80 °C).

950,400 Дж = m * 4,186 Дж/г*°C * 80 °C.

Тепер розв'яжемо для m:

m = 950,400 Дж / (4,186 Дж/г*°C * 80 °C) ≈ 2855 г.

Отже, можна нагріти приблизно 2855 г води від 20 °C до 100 °C, використовуючи енергію, одержану протягом 8 хв у чайнику з коефіцієнтом корисної дії 75%.