Question

СРОЧНО!!! Помогите пожалуйста, отдаю последние баллы 1) В електричному чайнику за 8 хвилин нагріваєтся 2,5 літра води від 20 градусів цельсія до кіпіння (100 градусів) визначити опір нагрівального елемента якщо напруга в мережі становить 220 В а ККД чайника 85% 2)Визначити валентність заліза якщо в результаті проходження заряду 60 Кл крізь розплав виділиться 1,6*10^4 кг чистого металу. 3) Чи можна на основі законів Фарадея зробити такий висновок: для виділення електролізом однакових мас речовини потрібна однакова затрата електричної енергії. Поясніть свою відповідь.

Answer 1

Ответ:

Для визначення опору нагрівального елемента можна використати закон Джоуля-Ленца, який стверджує, що потужність, виділена в нагрівальному елементі, пропорційна квадрату сили струму і опору:

Потужність = (Сила струму)^2 × Опір

Також, для визначення сили струму можна використати закон Фарадея, який стверджує, що кількість речовини, виділеної або осадженої на електроді, пропорційна пройденому заряду.

У даному випадку, щоб нагріти 2,5 літра води з 20°C до 100°C, ми можемо використати формулу:

Енергія = (маса води) × (теплоємність води) × (зміна температури)

Енергія = 2,5 кг × 4,18 кДж/(кг·°C) × (100°C - 20°C)

Енергія = 790 кДж

За ККД чайника 85%, ефективно використовується 85% енергії:

Ефективна енергія = 0,85 × 790 кДж = 671,5 кДж

Для визначення сили струму, використовуючи закон Фарадея, можемо записати:

Ефективна енергія = (Заряд) × (напруга) × (час)

671,5 кДж = (Заряд) × (220 В) × (480 с)

Заряд = 671,5 кДж / (220 В × 480 с) = 0,053 Кл

Тепер, використовуючи закон Джоуля-Ленца, можемо визначити опір нагрівального елемента:

Потужність = (Сила струму)^2 × Опір

Потужність = (0,053 Кл / 480 с)^2 × Опір

Опір = Потужність / (Сила струму)^2

Оскільки нагрівальний елемент є джерелом тепла, можемо припустити, що потужність, яку він витрачає, дорівнює ефективній енергії, яку ми розрахували р

У даному випадку, щоб нагріти 2,5 літра води з 20°C до 100°C, ми можемо використати формулу:

Енергія = (маса води) × (теплоємність води) × (зміна температури)

Енергія = 2,5 кг × 4,18 кДж/(кг·°C) × (100°C - 20°C)

Енергія = 790 кДж

За ККД чайника 85%, ефективно використовується 85% енергії:

Ефективна енергія = 0,85 × 790 кДж = 671,5 кДж

Для визначення сили струму, використовуючи закон Фарадея, можемо записати:

Ефективна енергія = (Заряд) × (напруга) × (час)

671,5 кДж = (Заряд) × (220 В) × (480 с)

Заряд = 671,5 кДж / (220 В × 480 с) = 0,053 Кл

Тепер, використовуючи закон Джоуля-Ленца, можемо визначити опір нагрівального елемента:

Потужність = (Сила струму)^2 × Опір

Потужність = (0,053 Кл / 480 с)^2 × Опір

Опір = Потужність / (Сила струму)^2

Оскільки нагрівальний елемент є джерелом тепла, можемо припустити, що потужність, яку він витрачає, дорівнює ефективній енергії, яку ми розрахували р

Объяснение:

Answer 2

1. Для вирішення цієї задачі ми можемо використовувати закон Джоуля-Ленца, який стверджує, що тепло, виділене в обмотці нагрівального елемента, пропорційне опору цієї обмотки, часу та квадрату потужності (P) в обмотці. Перед тим, як знайти опір нагрівального елемента, спочатку знайдемо потужність, яка розраховується як:

P = (маса води) x (різниця температур) x (специфічна теплоємність води) / (час).

Де:

• Маса води = 2,5 л = 2,5 кг (1 л води має масу 1 кг).
• Різниця температур = 100 °C - 20 °C = 80 °C.
• Специфічна теплоємність води (c) = 4,186 Дж/(г°C).

Тепер ми можемо обчислити потужність:

P = (2,5 кг) x (80 °C) x (4,186 Дж/(г°C)) / (8 хв * 60 с/хв) = приблизно 139,53 Вт.

Зараз ми можемо використати відомий вираз для потужності:

P = U^2 / R,

де U - напруга, R - опір.

Ми знаємо напругу (U = 220 В) і потужність (P = 139,53 Вт), тож ми можемо знайти опір:

139,53 Вт = (220 В)^2 / R,

R = (220 В)^2 / 139,53 Вт ≈ 349,5 ом.

Отже, опір нагрівального елемента становить приблизно 349,5 ом.

2. Для знаходження валентності заліза можна використовувати відомі закони електролізу. Однак у вашому питанні недостатньо інформації, щоб надати відповідь. Для обчислення валентності заліза потрібно знати, які іони заліза беруть участь у реакції електролізу та їхні заряди. Будь ласка, надайте більше деталей про реакцію електролізу.

3. Закони Фарадея стверджують, що кількість речовини, що виділяється або витрачається під час електролізу, пропорційна кількості електричної заряду, яка пройшла через розчин. Отже, для виділення однакових мас речовини дійсно потрібна однакова затрата електричної енергії.

Це відомо як закон електроеквівалентності. Якщо ви знаєте електроеквівалентність речовини (кількість електричної заряду, яка потрібна для виділення одиничної маси речовини), ви можете легко розрахувати затрати електричної енергії для виділення певної маси цієї речовини за допомогою законів Фарадея.