Question

Пожалуйста даю 30 балов!!! Срочно надо!!! Электрический кипятильник со спиралью сопротивлением 160 Ом помещён в сосуд, содержащий 0,5 кг воды при 20 'C, и включён в сеть с напряжением 220В. Через 20 мин спираль выключили. Сколько воды выкипело,если КПД спирали 80%?

Answer 1

Ответ:

0,05 кг

Объяснение:

КПД:

η = Ап / Аз * 100   (1)

Полезная работа:

Ап = Qп = cM(t°₂ - t°₁) + Lm

Затраченная работа:

Aз = Qз = U²t/R

Подставим Аз и Ап в (1):

η = 100*R*(cM(t°₂ - t°₁)+Lm) / (U²t)

Откуда:

m = (U²tη-100RcρV(t°₂ - t°₁))/(100RL)

Подставим числа:

m=(220²*1200*80-100*160*4200*1000*0,0005*(100-20))/(100*160*2,3*10⁶)≈0,05 кг

Answer 2

Для решения этой задачи сначала нужно определить количество энергии, которое передалось спирали кипятильника и затем использовать это значение для вычисления количества воды, которое выкипело.

1. Начнем с расчета энергии, переданной спирали кипятильника. Энергия (в джоулях) может быть найдена, используя формулу:

   Энергия (E) = Напряжение (U) * Ток (I) * Время (t)

   Где напряжение U = 220 В, ток I можно найти, используя закон Ома:

   I = U / R

   Где R - сопротивление спирали, равное 160 Ом.

   Таким образом, I = 220 В / 160 Ом = 1.375 A

   Теперь мы можем найти энергию:

   E = 220 В * 1.375 A * (20 минут * 60 секунд/минута) = 39,600 Дж

2. Теперь мы знаем, что полная энергия передана спирали к воде. Однако, так как КПД спирали составляет 80%, только 80% этой энергии используется для нагревания воды. Давайте умножим энергию на КПД:

   Эффективная энергия = 0.80 * 39,600 Дж = 31,680 Дж

3. Теплота, необходимая для нагрева воды, можно выразить как:

   Q = m * c * ΔT

   Где: Q - теплота (Дж) m - масса воды (кг) c - удельная теплоемкость воды (приближенно равна 4,186 Дж/(г°C)) ΔT - изменение температуры

   Мы знаем массу воды m = 0,5 кг, начальную температуру 20°C и конечную температуру, при которой вода начинает кипеть, равную 100°C.

   ΔT = 100°C - 20°C = 80°C

4. Теперь можем найти теплоту:

   31,680 Дж = 0,5 кг * 4,186 Дж/(г°C) * 80°C

5. Теперь мы можем выразить массу выкипевшей воды:

   31,680 Дж = m * 4,186 Дж/(г°C) * 80°C

   m = 31,680 Дж / (4,186 Дж/(г°C) * 80°C) ≈ 94,96 г

Итак, около 94,96 г воды выкипело после того, как спираль кипятильника была включена в течение 20 минут при 80% КПД.