Question

СРОЧНО!!! В электрическом чайнике мощностью 600 Вт можно за 20 минут вскипятить 1,5 литра воды,имеющей начальную температуру 20°С. Плотность воды равна 1000 кг/м3, её удельнаятеплоёмкость c = 4200 Дж/(кг⋅°С).1) Какую работу совершает электрический ток, протекающий через нагревательный элементэтого чайника, при кипячении данной порции воды?2) Какое количество теплоты нужно передать данной порции воды для того, чтобы оназакипела?3) Найдите КПД этого чайника.Напишите полное решение этой задачи.

Answer 1

Для решения задачи воспользуемся формулой для количества тепла, которое нужно передать воде, чтобы ее нагреть до определенной температуры:

Q = mcΔT

где Q - количество тепла (Дж), m - масса воды (кг), c - удельная теплоемкость воды (4200 Дж/(кг⋅°С)), ΔT - изменение температуры (°C).

Для вычисления работы, совершаемой током, воспользуемся формулой:

W = Pt

где W - работа (Дж), P - мощность (Вт), t - время (с).

Работа тока при кипячении воды:

W = Pt = 600 Вт * 20 мин * 60 с/мин = 720000 Дж

Ответ: работа тока равна 720000 Дж.

Количество тепла, которое нужно передать воде для ее кипячения:

m = ρV = 1000 кг/м³ * 1,5 л = 1,5 кг

ΔT = 100°C - 20°C = 80°C

Q = mcΔT = 1,5 кг * 4200 Дж/(кг⋅°С) * 80°C = 504000 Дж

Ответ: количество тепла, которое нужно передать воде для ее кипячения, равно 504000 Дж.

КПД чайника можно вычислить по формуле:

η = Q_исп / Q_под

где Q_исп - полезная работа, совершаемая чайником (количество тепла, которое передается воде для ее кипячения), Q_под - электрическая энергия, затраченная на нагрев воды.

Q_под = Pt = 600 Вт * 20 мин * 60 с/мин = 720000 Дж

η = Q_исп / Q_под = 504000 Дж / 720000 Дж ≈ 0,7

Ответ: КПД чайника равен около 0,7 или 70%.

поставьте лучший ответ

Answer 2

1) Для определения работы, совершаемой электрическим током, используем формулу: Работа = Электрическая мощность × Время В данном случае электрическая мощность чайника составляет 600 Вт, а время – 20 минут, что равно 20 × 60 = 1200 секундам. Подставляя значения в формулу, получаем: Работа = 600 Вт × 1200 с = 720 000 Дж

2) Чтобы найти количество теплоты, необходимое для кипячения данной порции воды, воспользуемся формулой: Количество теплоты = масса вещества × удельная теплоёмкость × изменение температуры Масса вещества равна 1,5 литра, что в переводе в килограммы составляет 1,5 кг. Изменение температуры равно разности начальной и конечной температур, то есть (100 – 20) °С. Записывая формулу для данного случая, получаем: Количество теплоты = 1,5 кг × 4200 Дж/(кг⋅°С) × (100 – 20) °С = 1,5 кг × 4200 Дж/(кг⋅°С) × 80 °С = 504 000 Дж

3) КПД (коэффициент полезного действия) чайника определяется как отношение полезной работы к затраченной энергии: КПД = Полезная работа / Затраченная энергия Затраченная энергия – это количество энергии, которое в данном случае составляет сумма работы и количества теплоты: Затраченная энергия = Работа + Количество теплоты Подставляя значения, получаем: Затраченная энергия = 720 000 Дж + 504 000 Дж = 1 224 000 Дж Полезная работа в данной задаче равна работе электрического тока, то есть 720 000 Дж. Теперь можем вычислить КПД: КПД = 720 000 Дж / 1 224 000 Дж ≈ 0,588 ≈ 58,8 %

Таким образом, ответы на задачу:

1) Работа, совершаемая электрическим током, при кипячении данной порции воды, составляет 720 000 Дж. 2) Количество теплоты, необходимое для кипячения данной порции воды, равно 504 000 Дж. 3) КПД этого чайника составляет примерно 58,8%.