Фізика 8 клас
Яку масу води можна нагріти від 20 градусів цельсія до кипіння за 5 хв електрокип'ятильником опором 100 Ом та ККД 80% від мережі 220 В?
Ответы
Відповідь:
Для розрахунку маси води, яку можна нагріти, ми можемо використати рівняння електроенергії.
Електроенергія, що виділяється в нагрівальному елементі електрокип'ятильника, може бути обчислена за формулою:
E = P * t,
де E - електроенергія (в джоулях),
P - потужність електрокип'ятильника (ваттах),
t - час (в секундах).
Потужність електрокип'ятильника можна визначити, використовуючи формулу:
P = V^2 / R,
де P - потужність (ватти),
V - напруга (в вольтах),
R - опір (в омах).
Значення напруги V дорівнює 220 В, а опір R дорівнює 100 Ом. Підставляючи ці значення в формулу, отримуємо:
P = (220^2) / 100 = 48400 / 100 = 484 Вт.
Тепер, знаючи потужність електрокип'ятильника, ми можемо розрахувати електроенергію, використовуючи формулу:
E = P * t.
Так як ви хочете нагріти воду протягом 5 хвилин, t буде дорівнювати 5 * 60 = 300 секундам. Підставляючи значення, отримуємо:
E = 484 * 300 = 145200 Дж.
Однак, врахуйте коефіцієнт корисної дії (ККД) електрокип'ятильника, який становить 80%. ККД відображає ефективність перетворення електроенергії на теплову енергію. Щоб врахувати ККД, поділимо розраховану електроенергію на ККД:
E_ккд = E / ККД = 145200 / 0.8 = 181500 Дж.
Тепло, яке виділяється електрокип'ятильником, використовується для нагрівання води. Тепло Q можна обчислити, використовуючи рівняння:
Q = m * c * ΔT,
Пояснення: