Какую величину нужно найти? Нагреватель вскипятил 1 литр воды при температуре 25°С за 3 минуты, подключенный к сети с напряжением 220 В. КПД нагревателя составляет 80%. (своды = 4200 Дж/кг ∙ К) Рассчитай работу нагревателя: (до целого числа) A = кДж. Определи мощность нагревателя: (до целого числа) P = кВт. Рассчитай сопротивление спирали: (до целого числа) R = Ом. Что произойдет с мощностью нагревателя, если спираль укоротить в 2 раза?

Физика 10 класс Электричество и его применение работа нагревателя мощность нагревателя сопротивление спирали КПД нагревателя температура воды закон Ома физические величины нагрев воды электрическая мощность расчет мощности Новый

Давайте разберемся с задачей и найдем все необходимые величины!

1. Рассчитаем работу нагревателя (A):

Для начала нам нужно узнать, сколько энергии требуется для нагрева 1 литра воды с 25°С до 100°С (точка кипения).

• Масса воды (m) = 1 кг (так как 1 литр воды = 1 кг).
• Температура нагрева (ΔT) = 100°С - 25°С = 75°С.
• Удельная теплоемкость воды (c) = 4200 Дж/(кг·К).

Теперь можем рассчитать количество теплоты (Q):

Q = m * c * ΔT = 1 * 4200 * 75 = 315000 Дж.

Так как КПД нагревателя составляет 80%, полезная работа (A) будет:

A = Q / КПД = 315000 / 0.8 = 393750 Дж.

Переведем в кДж:

A = 393750 / 1000 = 393.75 кДж.

Округляем: A = 394 кДж.

2. Определим мощность нагревателя (P):

Поскольку нагреватель работал 3 минуты, преобразуем время в секунды:

t = 3 * 60 = 180 секунд.

Теперь можем рассчитать мощность:

P = A / t = 393750 / 180 = 2187.5 Вт.

Переведем в кВт:

P = 2187.5 / 1000 = 2.1875 кВт.

Округляем: P = 2 кВт.

3. Рассчитаем сопротивление спирали (R):

Используем формулу мощности:

P = U^2 / R, где U = 220 В.

Перепишем формулу для R:

R = U^2 / P.

Теперь подставим значения:

R = 220^2 / 2187.5 = 24.23 Ом.

Округляем: R = 24 Ом.

4. Что произойдет с мощностью нагревателя, если спираль укоротить в 2 раза?

Если спираль укоротить в 2 раза, то её сопротивление уменьшится в 2 раза. Поскольку мощность обратно пропорциональна сопротивлению (P = U^2 / R), мощность увеличится в 2 раза!

Это значит, что нагреватель станет более эффективным и будет нагревать воду быстрее!

Надеюсь, это поможет вам понять задачу! Удачи в учебе!