Напруга на електричному нагрівачі з опором 5 Ом дорівнює 200 В. За допомогою цього нагрівача воду масою 4 кг нагріли від 40°С до 100°С за 5 хвилин. Визначте коефіцієнт корисної дії (ККД) цієї нагрівальної установки Питома теплоємність води дорівнює 4200 Дж/(кг°С). Відповідь запишіть у відсотках.
Срочно!!!
Ответы
Для визначення коефіцієнта корисної дії (ККД) нагрівальної установки, спочатку розрахуємо кількість тепла, яку нагрівач передав до води. Для цього використаємо формулу:
Q = m * c * ΔT,
де
Q - кількість тепла,
m - маса води,
c - питома теплоємність води,
ΔT - зміна температури.
Замінимо відповідними значеннями:
m = 4 кг,
c = 4200 Дж/(кг°С),
ΔT = 100°С - 40°С = 60°С.
Q = 4 кг * 4200 Дж/(кг°С) * 60°С = 1008000 Дж.
Кількість витраченої електричної енергії можна обчислити за формулою:
W = V * I * t,
де
W - витрачена електрична енергія,
V - напруга,
I - струм,
t - час.
Струм можна обчислити, використовуючи закон Ома: I = V/R, де R - опір нагрівача.
I = 200 В / 5 Ом = 40 А.
Підставляючи значення, отримаємо:
W = 200 В * 40 А * 5 хв = 40000 Вт * хв = 40000 Дж.
ККД можна визначити як співвідношення використаної корисної енергії (Q) до всієї витраченої енергії (W), помножене на 100%:
ККД = (Q / W) * 100% = (1008000 Дж / 40000 Дж) * 100% ≈ 2520%.
Таким чином, коефіцієнт корисної дії цієї нагрівальної установки становить близько 2520%.