Question

Електронагрівач за 15 хвилин нагріває 5 л води від 12°С до кипіння, при умові, що сила струму в ньому дорівнює 18 А.
Визначте напругу нагрівача за даних умов.

Answer 1

Ответ:Дано:

Час (t) = 15 хвилин = 15 * 60 с = 900 с

Сила струму (I) = 18 А

Початкова температура (T₁) = 12 °C

Кінцева температура (T₂) = 100 °C (кипіння)

Об'єм води (V) = 5 л

Треба знайти:

Напругу нагрівача (V)

Для розрахунку роботи (W), необхідно знати зміну температури (ΔT) води:

ΔT = T₂ - T₁ = 100 °C - 12 °C = 88 °C

Знаючи силу струму (I) та час (t), можна розрахувати електричну роботу (W) за формулою:

W = V * I * t

Також, для нагрівача потрібна певна кількість енергії (Q), щоб підігріти воду, яка може бути визначена за формулою:

Q = m * c * ΔT,

де m - маса води, c - питома теплоємність води, ΔT - зміна температури

Об'єм води (V) дано, а щоб знайти масу води (m), необхідно використати відомий об'єм та щільність води (ρ):

m = V * ρ

Використовуючи відому щільність води приблизно 1000 кг/м³, можна обчислити масу води (m) за допомогою:

m = 5 л * 1000 кг/м³ = 5000 г = 5 кг

Питома теплоємність води (c) становить приблизно 4.18 кДж/(кг·°C).

Тепер можемо обчислити електричну роботу (W) за формулою:

W = Q

W = m * c * ΔT

Тепер, знаючи електричну роботу (W) та використовуючи формулу для роботи:

W = V * I * t,

можемо визначити напругу (V):

V = W / (I * t)

Підставимо відповідні значення:

V = (m * c * ΔT) / (I * t)

V = (5 кг * 4.18 кДж/(кг·°C) * 88 °C) / (18 А * 900 с)

Розрахуємо значення:

V = (5 * 4.18 * 88) / (18 * 900) ≈ 0.109 В

Отже, напруга нагрівача за даних умов становить приблизно 0.109 В.

Объяснение: