Рассчитай силу тока, протекающего через электронагревательный элемент чайника с КПД 76 %, который за 10 мин нагревает 500 г воды от
8 °С до 82 °С. Напряжение в сети равно 220 В.
Справочные данные: удельная теплоёмкость воды
4200 Дж/(кг. °C).
(Ответ округли до десятых.)
Ответы
Ответ:
Для розв'язання цієї задачі, нам потрібно використати закон збереження енергії. Електрична енергія, що витрачається в електронагрівачі, повинна дорівнювати енергії, яку отримує вода в результаті нагрівання.
Спочатку розрахуємо енергію, яку необхідно передати воді, щоб нагріти її з 8 °С до 82 °С:
Q = m * c * ΔT,
де Q - енергія, m - маса води, c - її специфічна теплоємність, ΔT - зміна температури.
Q = 500 г * 4,2 Дж/(г. °C) * (82 °C - 8 °C) = 166 320 Дж
Тепер розрахуємо електричну енергію, яку необхідно витратити, щоб отримати Q, з врахуванням КПД:
E = Q / η = 166 320 Дж / 0,76 = 218 684 Дж
Нарешті, розрахуємо силу струму за формулою:
P = V * I, де P - потужність електронагрівача, V - напруга в сеті, I - сила струму.
P = E / t, де t - час, за який здійснюється нагрівання. У нашому випадку t = 10 хв = 600 с.
P = 218 684 Дж / 600 с = 364,5 Вт
I = P / V = 364,5 Вт / 220 В ≈ 1,66 А
Таким чином, сила тока, яка протікає через електронагрівач, дорівнює близько 1,66 А.