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

Петя

42

Чтобы решить данную задачу, нам необходимо использовать формулу для вычисления КПД (коэффициента полезного действия) чайника.

КПД чайника можно вычислить по формуле:
\[ КПД = \frac{Q_\text{полезная}}{Q_\text{приходная}} \times 100\% \]

Где \( Q_\text{полезная} \) - полезная работа, а \( Q_\text{приходная} \) - затраченная энергия.

Сначала найдем затраченную энергию для нагрева воды с помощью формулы:
\[ Q_\text{приходная} = m \cdot c \cdot \Delta T \]

Где \( m \) - масса воды, \( c \) - удельная теплоемкость воды и \( \Delta T \) - изменение температуры.

Масса воды \( m \) равна ее объему, так как плотность воды равна 1 кг/л:
\[ m = V = 0.75 \text{ л} = 0.75 \text{ кг} \]

Изменение температуры \( \Delta T \) равно разности начальной и конечной температур:
\[ \Delta T = T_\text{конечная} - T_\text{начальная} \]

Температура конечная \( T_\text{конечная} \) равна температуре кипения, которая составляет 100 °C. Температура начальная \( T_\text{начальная} \) равна 28 °C:
\[ \Delta T = 100 - 28 = 72 \text{ °C} \]

Теперь мы можем вычислить затраченную энергию \( Q_\text{приходная} \):
\[ Q_\text{приходная} = m \cdot c \cdot \Delta T \]
\[ Q_\text{приходная} = 0.75 \cdot 4200 \cdot 72 = 226800 \text{ Дж} \]

Теперь найдем полезную работу \( Q_\text{полезная} \), которая равна затраченной энергии на испарение воды:
\[ Q_\text{полезная} = m \cdot \lambda \]

Где \( \lambda \) - удельная теплота парообразования.
\[ \lambda = 2.3 \cdot 10^6 \text{ Дж/кг} \]

Теперь мы можем вычислить полезную работу \( Q_\text{полезная} \):
\[ Q_\text{полезная} = m \cdot \lambda \]
\[ Q_\text{полезная} = 0.75 \cdot 2.3 \cdot 10^6 = 1725000 \text{ Дж} \]

Теперь мы можем вычислить КПД чайника:
\[ КПД = \frac{Q_\text{полезная}}{Q_\text{приходная}} \times 100\% \]
\[ КПД = \frac{1725000}{226800} \times 100\% \approx 760.8\% \]

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