Question

Электрический нагреватель, включённый в сеть с напряжением 140 В, при силе тока 6 А, за 20 мин. нагревает 2 кг воды на 60 градусов. Найдите КПД нагревателя.

Answer 1

Ответ:

Дано:

V=2 кг=2л

T1=60C=333 К

t=20 мин=1200 с

I=6 А

U=140 В

η-?

Решение:

КПД нагревателя:

η=Qполез/Qзатрач

Qпол=Cm(T2-T1), где m - масса воды в чайнике, C-удельная теплоёмкость воды, равная 4190 Дж/кг*К, T2 - температура кипения воды 100С=373 К

Qпол=Cm(T2-T1)=4190*2*(373-333)=335200 Дж

Qзатрач=U*I*t=140*6*1200=1008000 Дж

η=Qполез/Qзатрач=335200/1008000=0,33

Ответ: КПД нагревателя - 0,33

Объяснение:

Answer 2

Для того чтобы найти КПД (коэффициент полезного действия) нагревателя, нам нужно сначала определить количество энергии, которое нагреватель передал воде, и количество энергии, которое он потребил от сети. Затем мы можем использовать следующую формулу для вычисления КПД:

КПД = (Полезная энергия / Затраченная энергия) * 100%

1. Сначала найдем количество переданной полезной энергии:

Для этого используем уравнение теплопередачи:

Q = mcΔT,

где: Q - количество переданной энергии (Джоулей), m - масса воды (кг), c - удельная теплоемкость воды (приближенно равна 4.18 Дж/(градус·грамм)), ΔT - изменение температуры (градусы Цельсия).

В данном случае: m = 2 кг = 2000 г, ΔT = 60 градусов.

Q = 2000 г * 4.18 Дж/(градус·грамм) * 60 градусов = 501,600 Дж.

2. Теперь найдем количество затраченной энергии. Используем следующую формулу:

Энергия = Напряжение * Ток * Время.

В данном случае: Напряжение (U) = 140 В, Ток (I) = 6 А, Время (t) = 20 мин = 1200 секунд.

Энергия = 140 В * 6 А * 1200 с = 1008000 Дж.

3. Теперь мы можем найти КПД:

КПД = (Полезная энергия / Затраченная энергия) * 100% = (501600 Дж / 1008000 Дж) * 100% ≈ 49.82%.

Таким образом, КПД этого нагревателя составляет приближенно 49.82%.