Какой ток потребляет кипятильник, который нагревает 1,2 кг воды от 12 °С до кипения за 10 минут, если его напряжение составляет 220 В, КПД равен 90%, а удельная теплоемкость воды составляет 4200 Дж/(кг C)?

Физика 10 класс Тепловые явления Кипятильник ток нагрев воды напряжение КПД Теплоёмкость физика расчёт тока потребление энергии температура воды Новый

Привет! Давай разберемся с этой задачей шаг за шагом.

Сначала нам нужно найти, сколько энергии требуется для нагрева воды. Формула для расчета количества тепла (Q) выглядит так:

Q = m c ΔT,

где:

• m — масса воды (1,2 кг),
• c — удельная теплоемкость воды (4200 Дж/(кг°C)),
• ΔT — изменение температуры. В нашем случае, от 12 °C до 100 °C, то есть ΔT = 100 - 12 = 88 °C.

Теперь подставим значения:

Q = 1,2 кг 4200 Дж/(кг°C) 88 °C.

Если посчитать, получим:

Q = 1,2 4200 88 = 446976 Дж.

Теперь, учитывая КПД кипятильника (90%), нам нужно найти полезную работу, которую он должен выполнить. Это будет:

Q_полезная = Q / КПД = 446976 Дж / 0,9 = 497751,11 Дж.

Теперь, чтобы узнать мощность (P) кипятильника, нам нужно знать, за какое время он выполняет эту работу. Время у нас 10 минут, что равно 600 секундам.

Мощность рассчитывается по формуле:

P = Q_полезная / t,

где t — время в секундах. Подставляем:

P = 497751,11 Дж / 600 с = 829,585 Вт.

Теперь мы можем найти ток (I), используя закон Ома:

I = P / U,

где U — напряжение (220 В). Подставляем:

I = 829,585 Вт / 220 В ≈ 3,77 А.

В итоге, ток, который потребляет кипятильник, составляет примерно 3,77 ампера.

Если будут еще вопросы, спрашивай!