спираль электроплитки сопротивлением 80(ом) работает под напряжением 220в. каков кпд нагревательного устройства, если 1 л воды, взятой при т...
Условие:
Решение:
Для расчета КПД нагревательного устройства, нам необходимо знать количество тепла, которое передается воде, и количество электрической энергии, которое используется для нагрева.
Сначала найдем количество тепла, которое требуется для нагрева 1 литра воды с 20°C до точки кипения (100°C). Для этого воспользуемся формулой:
Q = m * c * ΔT,
где Q - количество тепла, m - масса воды, c - удельная теплоемкость воды, ΔT - изменение температуры.
Масса воды равна 1 кг (так как плотность воды приблизительно равна 1 г/мл), удельная теплоемкость воды равна 4,186 Дж/(г°C), а изменение температуры равно 80°C (100°C - 20°C).
Таким образом, количество тепла, необходимое для нагрева 1 литра воды, составляет:
Q = 1 кг * 4,186 Дж/(г°C) * 80°C = 335,68 кДж.
Далее, найдем количество электрической энергии, используемой для нагрева воды. Для этого воспользуемся формулой:
E = P * t,
где E - количество электрической энергии, P - мощность нагревательного элемента, t - время нагрева.
Мощность нагревательного элемента равна U^2 / R, где U - напряжение, R - сопротивление.
В данном случае, напряжение равно 220 В, а сопротивление равно 80 Ом.
Таким образом, мощность нагревательного элемента составляет:
P = (220 В)^2 / 80 Ом = 605,5 Вт.
Время нагрева равно 12 минут, что составляет 12 * 60 = 720 секунд.
Теперь можем найти количество электрической энергии:
E = 605,5 Вт * 720 с = 436,56 кДж.
Наконец, можем рассчитать КПД нагревательного устройства:
КПД = (Q / E) * 100% = (335,68 кДж / 436,56 кДж) * 100% ≈ 76,9%.
Таким образом, КПД нагревательного устройства составляет около 76,9%.
