1) Какое количество работы выполняет электрический ток, проходящий через нагревательный элемент данного чайника, чтобы

Максик

26

Хорошо, рассмотрим каждую задачу пошагово:

1) Для вычисления количества работы, выполняемой электрическим током, мы можем использовать формулу:

\[ W = P \cdot t \]

Где:
- W - количество работы (измеряется в джоулях, Дж)
- P - мощность (измеряется в ваттах, Вт)
- t - время (измеряется в секундах, с)

Для начала, нам необходимо найти мощность нагревательного элемента в чайнике. Эту информацию можно найти на самом чайнике или в его инструкции. Предположим, что мощность элемента составляет 1000 Вт.

Также нужно знать время, которое требуется для вскипячивания указанного объема воды. Предположим, это время равно 5 минут (300 секунд).

Теперь мы можем подставить значения в формулу:

\[ W = 1000 \, \text{Вт} \cdot 300 \, \text{с} \]

\[ W = 300000 \, \text{Дж} \]

Таким образом, количество работы, выполняемой электрическим током, чтобы вскипятить указанный объем воды, составляет 300000 джоулей.

2) Чтобы вычислить количество тепла, необходимого для кипения данного объема воды, мы можем использовать формулу:

\[ Q = m \cdot c \cdot ΔT \]

Где:
- Q - количество тепла (измеряется в джоулях, Дж)
- m - масса воды (измеряется в килограммах, кг)
- c - удельная теплоемкость воды (измеряется в джоулях на градус Цельсия на килограмм, Дж/°C·кг)
- ΔT - изменение температуры (измеряется в градусах Цельсия, °C)

Для начала, нам нужно знать массу воды. Предположим, масса воды в чайнике составляет 1 кг.

Также нам понадобится удельная теплоемкость воды. Для воды, удельная теплоемкость составляет около 4186 Дж/(°C·кг).

Изменение температуры для кипения воды равно 100 °C (поскольку вода кипит при 100 °C).

Теперь мы можем подставить значения в формулу:

\[ Q = 1 \, \text{кг} \cdot 4186 \, \text{Дж/(°C·кг)} \cdot 100 \, \text{°C} \]

\[ Q = 418600 \, \text{Дж} \]

Таким образом, количество тепла, которое необходимо передать данному объему воды для его кипения, составляет 418600 джоулей.

3) Чтобы определить КПД (коэффициент полезного действия) данного чайника, мы можем использовать формулу:

\[ \text{КПД} = \frac{\text{Выходная работа}}{\text{Входная работа}} \times 100\% \]

В данном случае, выходная работа - это количество работы, которую выполняет электрический ток, чтобы вскипятить указанный объем воды (300000 Дж), а входная работа - это количество электрической энергии, используемой чайником.

Для вычисления входной работы, мы можем использовать формулу:

\[ \text{Входная работа} = \text{Мощность} \cdot \text{Время} \]

Предположим, что мощность чайника составляет 1200 Вт.

Теперь мы можем подставить значения в формулу:

\[ \text{Входная работа} = 1200 \, \text{Вт} \cdot 300 \, \text{с} \]

\[ \text{Входная работа} = 360000 \, \text{Дж} \]

Теперь мы можем вычислить КПД:

\[ \text{КПД} = \frac{300000 \, \text{Дж}}{360000 \, \text{Дж}} \times 100\% \]

\[ \text{КПД} \approx 83.33\% \]

Таким образом, коэффициент полезного действия данного чайника составляет около 83.33%.