Каков КПД чайника, если Вася налил 0,75 литра воды температурой 28 °C в чайник мощностью 2,0 кВт и через 20 минут после

  • 24
Каков КПД чайника, если Вася налил 0,75 литра воды температурой 28 °C в чайник мощностью 2,0 кВт и через 20 минут после его включения вся вода выкипела? Ответ выразите в процентах, округлите до целых чисел. Удельная теплоемкость воды равна 4200 Дж/кг⋅°C, а удельная теплота парообразования воды составляет 2,3 МДж/кг.
Петя
42
Чтобы решить данную задачу, нам необходимо использовать формулу для вычисления КПД (коэффициента полезного действия) чайника.

КПД чайника можно вычислить по формуле:
КПД=QполезнаяQприходная×100%

Где Qполезная - полезная работа, а Qприходная - затраченная энергия.

Сначала найдем затраченную энергию для нагрева воды с помощью формулы:
Qприходная=mcΔT

Где m - масса воды, c - удельная теплоемкость воды и ΔT - изменение температуры.

Масса воды m равна ее объему, так как плотность воды равна 1 кг/л:
m=V=0.75 л=0.75 кг

Изменение температуры ΔT равно разности начальной и конечной температур:
ΔT=TконечнаяTначальная

Температура конечная Tконечная равна температуре кипения, которая составляет 100 °C. Температура начальная Tначальная равна 28 °C:
ΔT=10028=72 °C

Теперь мы можем вычислить затраченную энергию Qприходная:
Qприходная=mcΔT
Qприходная=0.75420072=226800 Дж

Теперь найдем полезную работу Qполезная, которая равна затраченной энергии на испарение воды:
Qполезная=mλ

Где λ - удельная теплота парообразования.
λ=2.3106 Дж/кг

Теперь мы можем вычислить полезную работу Qполезная:
Qполезная=mλ
Qполезная=0.752.3106=1725000 Дж

Теперь мы можем вычислить КПД чайника:
КПД=QполезнаяQприходная×100%
КПД=1725000226800×100%760.8%

Ответ: КПД чайника составляет около 760% (округлено до целых чисел).