Яким є ККД нагрівника, якщо електрокип ятильник, який має опір 110 Ом, було поміщено у посудину з 1 літром води

Arbuz

14

Для решения данной задачи нам понадобится воспользоваться формулой для расчета КПД (КПД = ККД \cdot 100\%). ККД (Коэффициент КПД) представляет собой отношение рабочего эффекта (в нашем случае, количество энергии, которая передается воде для нагревания) к затраченной энергии (энергия, которую мы подаем электрокипятильнику). Другими словами, это отношение полезной работы к затраченной работе.

Шаг 1: Рассчитаем количество тепла, которое нужно передать воде, чтобы она закипела.
Для этого воспользуемся формулой:
\[Q = m \cdot c \cdot \Delta T,\]
где Q - количество тепла, m - масса вещества (у нас 1 литр воды, что примерно равно 1000 г), c - удельная теплоемкость воды (для воды она примерно равна 4,186 Дж/(г°С)), ΔT - изменение температуры (от 12 °С до температуры кипения, равной 100 °С).

Вычислим ΔT:
\[\Delta T = 100 °С - 12 °С = 88 °С.\]

Подставим все значения и рассчитаем Q:
\[Q = 1000 \cdot 4,186 \cdot 88 = 368,128 Дж.\]

Шаг 2: Рассчитаем затраченную энергию.
Для этого воспользуемся формулой:
\[W = U \cdot I \cdot t,\]
где W - затраченная энергия (работа), U - напряжение (220 В), I - сила тока, протекающего через электрокипятильник, t - время работы (20 минут, что равно 1200 секунд).

Рассчитаем I (силу тока) с помощью закона Ома:
\[I = \frac{U}{R},\]
где R - сопротивление электрокипятильника (110 Ом).

Подставляем значения и находим I:
\[I = \frac{220}{110} = 2 А.\]

Теперь рассчитаем затраченную энергию W:
\[W = 220 \cdot 2 \cdot 1200 = 528,000 Дж.\]

Шаг 3: Рассчитаем ККД по формуле:
\[ККД = \frac{Q}{W} \cdot 100\%.\]

Подставим найденные значения и рассчитаем ККД:
\[ККД = \frac{368,128}{528,000} \cdot 100\% \approx 69.7\%.\]

Таким образом, ККД этого нагревателя равен примерно 69.7%. Это означает, что около 69.7% затраченной энергии было использовано для нагревания воды, а остальные 30.3% энергии были потеряны в виде тепла.

Надеюсь, это решение будет понятным и подробным для вас! Если у вас есть еще вопросы, не стесняйтесь задавать.