Какая часть энергии, полученной кипятильником от электрической сети, рассеивается в окружающую воду при ее нагревании?

Primula

36

Обозначим энергию, полученную кипятильником, как E. Часть этой энергии, которая рассеивается в окружающую воду при ее нагревании, будем обозначать как Eрасс.

Вспомним формулу для вычисления количества тепла, переданного веществу:

Q = m * c * ΔT,

где Q - количество тепла, m - масса вещества, c - удельная теплоемкость вещества, ΔT - изменение температуры.

Мы знаем, что масса воды равна 1 кг, удельная теплоемкость воды c = 4,2 кДж/кг (градус), а ΔT = 8 градусов.

Подставим известные значения в формулу и вычислим количество тепла, переданного от кипятильника в воду:

Q = 1 кг * 4,2 кДж/кг (градус) * 8 градусов = 33,6 кДж.

Теперь нам нужно найти часть этой энергии, Eрасс, которая рассеивается в окружающую воду. Заметим, что энергия, полученная кипятильником, равна энергии, потраченной на нагрев воды и рассеиваемой энергии:

E = Q + Eрасс.

Так как энергия, потраченная на нагрев воды, равна Q = 33,6 кДж, то мы можем выразить Eрасс:

Eрасс = E - Q = E - 33,6 кДж.

У нас также есть информация о мощности кипятильника N = 500 Вт и времени нагрева t = 1,5 минуты. Мощность можно выразить через энергию:

N = E / t.

Отсюда:

E = N * t = 500 Вт * 1,5 мин = 750 Дж.

Теперь найдем Eрасс:

Eрасс = 750 Дж - 33,6 кДж = 716,4 Дж.

Осталось найти долю рассеянной энергии, выраженную в процентах. Для этого мы поделим Eрасс на общую энергию E и умножим на 100:

Доля рассеянной энергии в процентах = (Eрасс / E) * 100.

Подставим числовые значения:

Доля рассеянной энергии в процентах = (716,4 Дж / 750 Дж) * 100 ≈ 95,52%.

Округляя до целого числа, получаем, что при нагревании воды кипятильником около 96% энергии рассеивается в окружающую воду.