В электрическом чайнике 500 г воды с начальной температурой 150С закипает через 15 минут. Определите КПД чайника, если сила тока 3,5А и напряжение сети 140В. В ответе запишите число в, округлив до десятых.
Для начала найдем количество теплоты, которое необходимо для нагревания 500 г воды с 15°C до температуры кипения 100°C100°C100°C: Q1 = m c ΔT = 500 г 4,186 Дж/г</em>Сг</em>Сг</em>С * 100°C−15°C100°C - 15°C100°C−15°C = 193005 Дж
Теперь найдем количество теплоты, необходимое для испарения 500 г воды при температуре кипения: Q2 = m L = 500 г 2260 кДж/кг = 1130 кДж
Общее количество теплоты для закипания 500 г воды: Q = Q1 + Q2 = 193005 Дж + 1130 кДж = 194135 кДж
Мощность потребляемая чайником: P = U I = 140 В 3,5 A = 490 Вт
КПД чайника можно найти по формуле: η = работа,полученнаянавыходеработа, полученная на выходеработа,полученнаянавыходе / энергия,затраченнаянавходеэнергия, затраченная на входеэнергия,затраченнаянавходе = Q / P∗tP * tP∗t
где t - время закипания в секундах, в данном случае 15 минут = 900 секунд Подставляем значения: η = 194135 кДж / 490Вт∗900с490 Вт * 900 с490Вт∗900с = 0,45
Для начала найдем количество теплоты, которое необходимо для нагревания 500 г воды с 15°C до температуры кипения 100°C100°C100°C:
Q1 = m c ΔT = 500 г 4,186 Дж/г</em>Сг</em>Сг</em>С * 100°C−15°C100°C - 15°C100°C−15°C = 193005 Дж
Теперь найдем количество теплоты, необходимое для испарения 500 г воды при температуре кипения:
Q2 = m L = 500 г 2260 кДж/кг = 1130 кДж
Общее количество теплоты для закипания 500 г воды:
Q = Q1 + Q2 = 193005 Дж + 1130 кДж = 194135 кДж
Мощность потребляемая чайником:
P = U I = 140 В 3,5 A = 490 Вт
КПД чайника можно найти по формуле:
η = работа,полученнаянавыходеработа, полученная на выходеработа,полученнаянавыходе / энергия,затраченнаянавходеэнергия, затраченная на входеэнергия,затраченнаянавходе = Q / P∗tP * tP∗t
где t - время закипания в секундах, в данном случае 15 минут = 900 секунд
Подставляем значения:
η = 194135 кДж / 490Вт∗900с490 Вт * 900 с490Вт∗900с = 0,45
КПД чайника составляет 0,5.