Question

Електрокип'ятильник за 10хв нагріває 0,5кг води від 20С до кипіння за умови, що в його обмотці тече струм силою 2А. Визначте напругу, подану на електрокип'ятильник. Втратами енергії знехтуйте. Питома теплоємність води 4200Дж/кгК.​

Answer 1

Ответ:

см фото

Объяснение:

Answer 2

Щоб визначити напругу, подану на електрокип'ятильник, використаємо закон Джоуля-Ленца. Цей закон визначає теплові втрати, які виникають при протіканні струму через провідник.

Закон Джоуля-Ленца виглядає наступним чином: \[ P = I^2 \cdot R \]

де \( P \) - потужність (втрати тепла), \( I \) - сила струму (в амперах), \( R \) - опір провідника.

Ми знаємо, що потужність витрачається на нагрівання води. Потужність може бути визначена як продукт сили струму і напруги: \[ P = I \cdot U \]

Тепер можемо виразити напругу \( U \): \[ U = \frac{P}{I} \]

Спочатку визначимо потужність, витрачену на нагрівання води. Для цього використаємо формулу теплового обміну: \[ Q = mc\Delta T \]

де \( Q \) - тепло, \( m \) - маса води, \( c \) - питома теплоємність води, \( \Delta T \) - зміна температури.

У нашому випадку \( m = 0.5 \) кг, \( c = 4200 \) Дж/кгК, \( \Delta T = 100 \) градусів (з 20°C до кипіння).

\[ Q = 0.5 \, \text{кг} \cdot 4200 \, \text{Дж/кгК} \cdot 100 \, \text{K} = 210000 \, \text{Дж} \]

Тепер можемо визначити потужність: \[ P = \frac{Q}{t} \]

де \( t \) - час, який дорівнює 10 хвилин або 600 секунд.

\[ P = \frac{210000 \, \text{Дж}}{600 \, \text{с}} = 350 \, \text{Вт} \]

Тепер визначимо напругу, використовуючи закон Джоуля-Ленца: \[ U = \frac{P}{I} = \frac{350 \, \text{Вт}}{2 \, \text{А}} = 175 \, \text{В} \]

Отже, напруга, подана на електрокип'ятильник, становить 175 вольт.