Каков КПД электроплитки, если в алюминиевую кастрюлю массой 500 г было налито 1,2 л воды температурой 15 градусов

  • 40
Каков КПД электроплитки, если в алюминиевую кастрюлю массой 500 г было налито 1,2 л воды температурой 15 градусов Цельсия, а на электроплитке мощностью 600 Вт прошло 1 час 20 минут, в результате чего 0,5 литра воды превратилось в пар?
Анжела
1
Чтобы решить эту задачу, нам понадобится знать формулы для вычисления КПД (коэффициента полезного действия) и формулу для вычисления тепловой энергии.

В данной задаче, тепловая энергия, полученная от электроплитки, используется для нагревания воды и превращения ее в пар. КПД показывает, насколько эффективно используется энергия, и выражается в процентах или десятичных долях.

Формула для вычисления КПД:
КПД={полученная полезная энергия}{затраченная энергия}×100%

Формула для вычисления тепловой энергии:
Q=mcΔT
где Q - тепловая энергия, m - масса вещества, c - удельная теплоемкость вещества, ΔT - изменение температуры.

В нашем случае, нам нужно сначала вычислить тепловую энергию, затраченную на нагрев воды, а затем нашу полезную энергию полученную от электроплитки, разделим на затраченную энергию и умножим на 100, чтобы получить КПД в процентах.

1. Вычислим тепловую энергию, затраченную на нагрев воды:
Q1=mcΔT

Масса m в данной задаче равна 500 г (0,5 кг), удельная теплоемкость алюминия c примем равной 900 Дж/кг·°C (это будет приближенное значение, так как в условии задачи не указана конкретная теплоемкость).

Температура начальная θ1 = 15°C
Температура конечная θ2 = 100°C (так как вода превратилась в пар)

Q1=mc(θ2θ1)
Q1=0.5×900×(10015)

2. Теперь найдем количество теплоты, необходимое для превращения 0.5 литра воды в пар. Удельная теплота парообразования L для воды равна 2260 кДж/кг.

Масса воды = 0.5 кг (равно 0.5 литрам)
Q2=mL
Q2=0.5×2260

3. Сложим тепловые энергии для получения общей затраченной энергии:
Q{затраченная}=Q1+Q2

4. Теперь рассчитаем полезную энергию, которую мы получили от электроплитки. Мощность плитки P равна 600 Вт, а время, в течение которого она работала, равно 1 час 20 минут, что составляет 1.33 часа.
Q{полезная}=P×Δt
Q{полезная}=600×1.33

5. Теперь можем вычислить КПД:
КПД=Q{полезная}Q{затраченная}×100%