Question

На скільки зміниться температура води в чайнику з ККД 0,70 , якщо він увімкнутий в мережу 220В і за 0,5 хвилини був вимкнутий. Опір спіралі чайника 110 Ом, об’єм води 2л.

Answer 1

Ответ:

Объяснение:

V =  2л = 0.002 м^3

U =  220 В

t = 30c

η =   0.7 раз

R = 110 Ом

р =  1000 кг/м^3

с = 4200 Дж/кг*С   удельная теплоемкость воды

ΔТ = ?

m = p*V = 1000*0.002 = 2 кг

P = U^2 / R = 220^2 / 110 = 440 Вт

η = m*c*(ΔТ) / (P*t)

ΔТ =  (P*t*η) / m*c = 440*30*0.7 / (2*4200) = 1.1 °C

На 1.1 °C  зміниться температура води в чайнику

Answer 2

Для розв'язання цього завдання, спершу розрахуємо потужність чайника за допомогою закону споживаної потужності:

Потужність (P) = Напруга (U) * Струм (I)

Для розрахунку струму (I) використаємо закон Ома, де Опір (R) = 110 Ом:

I = U / R I = 220 В / 110 Ом I = 2 А

Тепер ми знаємо струм чайника (2 А). Тепер ми можемо розрахувати кількість тепла, яка виділяється під час роботи чайника за допомогою закону Джоуля-Ленца:

Q = P * t

Де Q - кількість тепла (в джоулях), P - потужність (в ватах), і t - час (в секундах).

Потужність чайника (P) дорівнює потужності спіралі чайника, яка залежить від ККД чайника (Коефіцієнт корисної дії) і струму (I):

P = U * I * ККД

P = 220 В * 2 А * 0,70 (KKD = 0,70) P = 308 Вт

Тепер розрахуємо кількість виділеного тепла під час того, як чайник був увімкнутий протягом 0,5 хвилини (або 30 секунд):

Q = 308 Вт * 30 сек Q = 9240 Дж

Тепер ми можемо перевести кількість тепла в градуси Цельсія, використовуючи теплоємність води. Теплоємність води приблизно дорівнює 4,18 Дж/градус Цельсія для кожного грама води.

Об'єм води в чайнику - 2 л, що дорівнює 2000 г (оскільки 1 л = 1000 г).

ΔT = Q / (m * c)

ΔT - зміна температури, Q - кількість тепла, m - маса, c - теплоємність

ΔT = 9240 Дж / (2000 г * 4,18 Дж/градус Цельсія) ΔT ≈ 1,1 градус Цельсія

Таким чином, температура води в чайнику зміниться приблизно на 1,1 градус Цельсія після того, як чайник був увімкнутий в мережу 220 В протягом 0,5 хвилини і був вимкнутий.

Answer 3

Для обчислення зміни температури води в чайнику спочатку треба знайти кількість енергії, яка нагріла воду під час роботи чайника, а потім використати її для обчислення зміни температури.

1. Знайдемо потужність чайника (P) в ватах, використовуючи рівняння для потужності:

   P = V^2 / R,

   де V - напруга в мережі (220 В), а R - опір спіралі чайника (110 Ом):

   P = (220 В)^2 / 110 Ом = 48400 Вт = 48,4 кВт.

2. Тепер знайдемо кількість енергії (Q), яка витрачена чайником за 0,5 хвилини (або 30 секунд):

   Q = P * t,

   де P - потужність (48,4 кВт), t - час в секундах (30 секунд):

   Q = 48,4 кВт * 30 с = 1452 кДж.

3. Тепер ми можемо використовувати цю кількість енергії для обчислення зміни температури води. Для цього ми можемо використовувати рівняння теплообміну:

   Q = m * c * ΔT,

   де Q - кількість енергії (1452 кДж), m - маса води (2 л = 2000 г), c - специфічна теплоємність води (приблизно 4,18 Дж/(г·°C)), ΔT - зміна температури води.

4. Підставимо відомі значення в рівняння теплообміну і розв'яжемо для ΔT:

   1452 кДж = 2000 г * 4,18 Дж/(г·°C) * ΔT.

   ΔT = 1452 кДж / (2000 г * 4,18 Дж/(г·°C)) ≈ 0,174 °C.

Таким чином, температура води в чайнику з ККД 0,70 зміниться приблизно на 0,174 °C після того, як чайник був увімкнутий в мережу 220 В протягом 0,5 хвилини.