Через який час закипить 0,5л води, якщо через кип’ятильник протікає струм силою 0,5А, а напруга в мережі становить 220 В? Початкова температура води становить 15 °С, ККД кип’ятильника становить 78 %?

Ответ:

Вода закипить приблизно через 2174 секунди або 36 хвилин і 14 секунд.

Чекаю підписку на мій профіль ♥️

Объяснение:

Для вирішення цього завдання спочатку розрахуємо необхідну енергію для закипання води.

Знаходимо роботу виконану електричним струмом на кип'ятильнику за час t:

Р = U * I

де P - потужність кип'ятильника U - напруга I - сила струму.

P = 220 В * 05 А = 110 Вт.

Це єдина потужність що витрачається на кип'ятіння води з неї визначаємо роботу W:

W = P * t.

Так як нам відоме що ККД кип'ятильника становить 78 ми можемо виразити частину енергії що використовується на кип'ятіння води:

W_к = 078 * W.

Тепер можемо розрахувати цей час використовуючи теплову потужність Q і масу m води:

Q = m * c * ΔTде Q - енергія c - теплоємність води ΔT - зміна температури.

Знаходимо масу води:

m = об'єм / щільність = 05л / 1000 кг/м³ = 00005 м³ * 1000 кг/м³ = 05 кг.

Різницю температур можна знайти:

ΔT = T_кінцева - T_початкова = 100 °C - 15 °C = 85 °C.

Теплоємність води (c) становить близько 4186 Дж/(кг∙°C).

Тепер ми можемо підставити ці значення в рівняння для Q і розрахувати його значення:

Q = 05 кг * 4186 Дж/(кг∙°C) * 85 °C = 177605 Дж.

Тепер можемо використати цю значення енергії для розрахунку часу витраченого на кип'ятіння враховуючи ККД:

W_к = 078 * W = 078 * 110 Вт * t.

Оскільки W_к = Q ми можемо записати:

078 * 110 Вт * t = 177605 Дж.

Тепер можемо розрахувати час (t) по формулі:

t = 177605 Дж / (078 * 110 Вт).

Підставляючи числа:

t ≈ 2174 сек.

Отже вода закипить приблизно через 2174 секунди або 36 хвилин і 14 секунд.