1) Какая работа выполняется электрическим током, проходящим через нагревательный элемент электрического чайника, чтобы

Летучий_Мыш

40

1) Электрический ток, проходящий через нагревательный элемент электрического чайника, выполняет работу, преобразуя электрическую энергию в тепловую энергию. Когда ток протекает через нагревательный элемент, который обычно состоит из спирали, его сопротивление приводит к выделению тепла. Это тепло передается воде в чайнике, и она начинает нагреваться.

2) Чтобы вода начала кипеть, необходимо передать ей определенное количество теплоты. Для расчета этого количества можно использовать формулу:

\[ Q = m \cdot c \cdot ΔT \]

где:
- Q - количество теплоты, выраженное в джоулях (Дж);
- m - масса воды, выраженная в граммах (г);
- c - удельная теплоемкость воды, равная 4,18 Дж/(г·°C);
- ΔT - изменение температуры, выраженное в градусах Цельсия (°C).

3) Чтобы определить КПД (коэффициент полезного действия) электрического чайника, необходимо знать сколько электрической энергии преобразуется в тепловую энергию. Для этого можно использовать следующую формулу:

\[ η = \frac{Q_{полезная}}{Q_{подводимая}} \cdot 100\% \]

где:
- η - КПД, выраженный в процентах (%);
- \( Q_{полезная} \) - полезная работа, равная переданному количеству теплоты (Дж);
- \( Q_{подводимая} \) - электрическая энергия, подведенная к чайнику (Дж).

Теперь проведем подробное решение для каждого пункта задачи.

1) Чтобы вскипятить указанный объем воды, электрический ток должен выполнить работу, достаточную для превращения этого объема воды из жидкого состояния в газообразное состояние. Работа, выполняемая током, определится формулой:

\[ W = Q = m \cdot L \]

где:
- W - работа, выраженная в джоулях (Дж);
- Q - количество теплоты, равное работе (Дж);
- m - масса воды (г);
- L - теплота парообразования, равная 2260 Дж/г для воды.

2) Для определения количества теплоты, необходимого для начала кипения указанного объема воды, используем формулу:

\[ Q = m \cdot c \cdot ΔT \]

где:
- Q - количество теплоты, выраженное в джоулях (Дж);
- m - масса воды (г);
- c - удельная теплоемкость воды, равная 4,18 Дж/(г·°C);
- ΔT - изменение температуры, выраженное в градусах Цельсия (°C).

3) Для определения КПД электрического чайника, используем формулу:

\[ η = \frac{Q_{полезная}}{Q_{подводимая}} \cdot 100\% \]

где:
- η - КПД, выраженный в процентах (%);
- \( Q_{полезная} \) - полезная работа, равная переданному количеству теплоты (Дж);
- \( Q_{подводимая} \) - электрическая энергия, подведенная к чайнику (Дж).

Обратите внимание, что для подсчета конкретных численных значений необходимо знать массу воды и изменение температуры в каждом конкретном случае. Эти значения должны быть указаны в задаче для проведения точных расчетов.