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)?
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)?
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!
