Яким є коефіцієнт корисної дії електронагрівника потужністю 800 Вт, якщо він може довести об єм води 2 л до кипіння
Яким є коефіцієнт корисної дії електронагрівника потужністю 800 Вт, якщо він може довести об"єм води 2 л до кипіння протягом 20 хв за початкової температури 20°С?
Putnik_S_Kamnem_9806 1
Для решения данной задачи, нам необходимо использовать формулу для вычисления коэффициента полезного действия электронагревателя. Формула имеет вид:\[КПД = \frac{проделанная\ работа}{затраченная\ энергия}\]
Для начала, рассчитаем работу, совершенную электронагревателем.
Работа вычисляется по формуле:
\[работа = мощность \times время\]
В данной задаче известны мощность электронагревателя (800 Вт) и время нагрева (20 мин). Однако, для решения задачи нам необходимо привести время к системе СИ, то есть в секундах. Для этого нужно вспомнить, что 1 мин = 60 сек.
Приводим время к секундам:
\[20 \times 60 = 1200\ сек\]
Теперь мы можем рассчитать работу:
\[работа = 800 Вт \times 1200\ сек = 960000\ Дж\]
Теперь, нам нужно вычислить затраченную энергию, которую мы определим как произведение массы воды, ее удельной теплоемкости и изменения температуры:
\[затраченная\ энергия = масса \times удельная\ теплоемкость \times изменение\ температуры\]
Из условия задачи известно, что объем воды равен 2 литрам, что можно преобразовать в массу при помощи плотности воды. Плотность воды примерно равна 1 кг/литр.
\[масса = объем \times плотность = 2\ л \times 1\ кг/л = 2\ кг\]
Также известно, что начальная температура воды равна 20°С, а вода должна быть нагрета до точки кипения, что составляет 100°С.
\[изменение\ температуры = конечная\ температура - начальная\ температура = 100°С - 20°С = 80°С\]
Удельная теплоемкость воды составляет примерно 4186 Дж/(кг·°C).
Теперь, мы можем рассчитать затраченную энергию:
\[затраченная\ энергия = 2\ кг \times 4186 Дж/(кг·°C) \times 80°С = 670880\ Дж\]
Теперь, мы можем рассчитать коэффициент полезного действия электронагревателя, подставив значения в формулу:
\[КПД = \frac{960000\ Дж}{670880\ Дж} \approx 1,43\]
Итак, коэффициент полезного действия электронагревателя составляет примерно 1,43.
Надеюсь, что этот подробный и понятный ответ помог вам разобраться с данной задачей! Если у вас есть еще вопросы, не стесняйтесь задавать.