Каково время, необходимое для нагревания 2 литров воды на 80 градусов в чайнике с эффективностью теплопередачи
Каково время, необходимое для нагревания 2 литров воды на 80 градусов в чайнике с эффективностью теплопередачи 80% и мощностью 1,2 кВт?
Morskoy_Putnik 23
Чтобы решить эту задачу, мы будем использовать закон сохранения энергии. Нагревание воды можно рассмотреть как передачу тепла от чайника к воде. Мощность чайника составляет 1,2 кВт, что означает, что он может выделять 1,2 кДж тепла в секунду.Теперь мы должны учесть эффективность теплопередачи. В данном случае, эффективность составляет 80%, что означает, что только 80% от выделяемого тепла будет передано воде, а остальные 20% потеряются в окружающей среде.
Давайте рассчитаем тепловую энергию, которая требуется для нагревания 2 литров воды на 80 градусов. Для этого мы воспользуемся формулой:
\[Q = mc\Delta T\]
где Q - тепловая энергия, m - масса воды, c - удельная теплоемкость воды, \(\Delta T\) - изменение температуры.
Масса воды равна 2 литрам, что составляет 2000 грамм. Удельная теплоемкость воды составляет около 4,18 Дж/(град * г). При изменении температуры на 80 градусов, мы получим:
\[Q = 2000 \cdot 4.18 \cdot 80\]
\[Q = 668,800 Дж\]
Теперь мы можем рассчитать время, необходимое для нагревания воды, используя формулу:
\[t = \frac{Q}{P}\]
где t - время, Q - тепловая энергия, P - мощность.
Мощность чайника составляет 1,2 кВт, что означает, что он выделяет 1,2 кДж тепла в секунду. Подставим значения в формулу:
\[t = \frac{668,800}{1,200}\]
\[t \approx 557.33 сек\]
Таким образом, время, необходимое для нагревания 2 литров воды на 80 градусов в чайнике с эффективностью теплопередачи 80% и мощностью 1,2 кВт, составляет примерно 557.33 секунды.