Question

На электрической плитке мощностью 1200 Вт 2 л воды нагреваются от 20 до 100 °С за 15 мин. Определите КПД плитки.

Answer 1

Ответ:

Для определения КПД (КПД - коэффициент полезного действия) плитки нам необходимо знать, сколько энергии потребовалось для нагрева воды и сколько энергии было использовано плиткой.

Сначала вычислим количество теплоты, необходимой для нагрева 2 литров воды от 20 до 100 °C:

Q = mcΔT

где Q - количество теплоты (в джоулях), m - масса воды (в килограммах), c - удельная теплоемкость воды (в джоулях на килограмм на градус Цельсия), ΔT - изменение температуры (в градусах Цельсия).

m = 2 кг (поскольку имеется 2 литра воды)

c = 4,18 Дж / (град Цельсия * г)

ΔT = 100 °C - 20 °C = 80 °C

Тогда:

Q = (2 кг) * (4,18 Дж / (град Цельсия * г)) * (80 °C) = 668,8 кДж

Следующим шагом нужно вычислить количество электрической энергии, использованной плиткой. Для этого воспользуемся следующей формулой:

W = Pt

где W - количество электрической энергии (в джоулях), P - мощность плитки (в ваттах), t - время (в секундах).

P = 1200 Вт

t = 15 мин * 60 с / мин = 900 с

Тогда:

W = (1200 Вт) * (900 с) = 1,08 МДж

Теперь мы можем вычислить КПД плитки:

КПД = Q / W = (668,8 кДж) / (1,08 МДж) ≈ 0,62

Таким образом, КПД плитки составляет приблизительно 0,62, что означает, что только 62% электрической энергии, использованной плиткой, было использовано для нагрева воды, а остальное было потеряно в виде тепловых потерь.