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 удельная
теплоёмкость c = 4200 Дж/(кг⋅°С).
1) Какую работу совершает электрический ток, протекающий через нагревательный элемент
этого чайника, при кипячении данной порции воды?
2) Какое количество теплоты нужно передать данной порции воды для того, чтобы она
закипела?
3) Найдите КПД этого чайника.
Напишите полное решение этой задачи.
Ответы
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