Каков коэффициент полезного действия (КПД) электрического чайника с мощностью 0,6 кВт, если за 17,5 минут он нагревает 1,5 литра воды от 20 до 100 градусов? Пожалуйста, приведите все действия и полное решение.

Физика 11 класс КПД и энергия коэффициент полезного действия КПД электрический чайник мощность 0,6 кВт нагрев воды 1,5 литра 20 до 100 градусов решение задачи физика 11 класс

Для того чтобы найти коэффициент полезного действия (КПД) электрического чайника, нам нужно сначала рассчитать количество теплоты, необходимое для нагрева воды, а затем сравнить это значение с энергией, потребляемой чайником.

Шаг 1: Рассчитаем количество теплоты, необходимое для нагрева воды.

Количество теплоты (Q) можно рассчитать по формуле:

Q = mcΔT

• m - масса воды (в килограммах),
• c - удельная теплоемкость воды (для воды c = 4,18 Дж/(г·°C) или 4180 Дж/(кг·°C)),
• ΔT - изменение температуры (в градусах Цельсия).

Для нашего случая:

• m = 1,5 литра = 1,5 кг (так как плотность воды примерно 1 кг/л),
• c = 4180 Дж/(кг·°C),
• ΔT = 100°C - 20°C = 80°C.

Теперь подставим значения в формулу:

Q = 1,5 кг * 4180 Дж/(кг·°C) * 80°C.

Выполним вычисления:

• Q = 1,5 * 4180 * 80 = 502800 Дж.

Шаг 2: Рассчитаем энергию, потребляемую чайником.

Чайник имеет мощность 0,6 кВт, что равно 600 Вт. Время работы чайника составляет 17,5 минут, что в секундах будет:

17,5 минут * 60 секунд/минуту = 1050 секунд.

Теперь рассчитаем потребляемую энергию (E) по формуле:

E = P * t

• P - мощность (в ваттах),
• t - время (в секундах).

Подставим значения:

E = 600 Вт * 1050 с = 630000 Дж.

Шаг 3: Рассчитаем КПД.

Коэффициент полезного действия (КПД) вычисляется по формуле:

КПД = (Q / E) * 100%

Подставим значения:

КПД = (502800 Дж / 630000 Дж) * 100%.

Выполним вычисления:

• КПД = 0,797 * 100% ≈ 79,7%.

Ответ: КПД электрического чайника составляет примерно 79,7%.

Давайте вместе решим эту задачу и определим коэффициент полезного действия (КПД) электрического чайника! Это будет увлекательно и познавательно!

Шаг 1: Определим количество теплоты, необходимое для нагрева воды.

Для этого используем формулу:

Q = mcΔT

• m - масса воды (в кг);
• c - удельная теплоемкость воды (приблизительно 4,18 кДж/(кг·°C));
• ΔT - изменение температуры (в °C).

Теперь подставим известные значения:

• m = 1,5 литра = 1,5 кг (так как 1 литр воды = 1 кг);
• c = 4,18 кДж/(кг·°C);
• ΔT = 100°C - 20°C = 80°C.

Теперь рассчитаем Q:

Q = 1,5 кг * 4,18 кДж/(кг·°C) * 80°C = 502,8 кДж.

Шаг 2: Определим количество энергии, потребленной чайником.

Мощность чайника равна 0,6 кВт, а время работы — 17,5 минут. Сначала переведем время в часы:

17,5 минут = 17,5 / 60 = 0,29167 часа.

Теперь рассчитаем потребленную энергию (E):

E = P * t,

• P = 0,6 кВт = 0,6 кДж/с;
• t = 17,5 минут = 1050 секунд (17,5 * 60).

Теперь подставим значения:

E = 0,6 кДж/с * 1050 с = 630 кДж.

Шаг 3: Рассчитаем КПД.

Коэффициент полезного действия (КПД) рассчитывается по формуле:

КПД = (Q / E) * 100%

Теперь подставим наши значения:

КПД = (502,8 кДж / 630 кДж) * 100% ≈ 79,7%.

Ответ: КПД электрического чайника составляет примерно 79,7%. Это довольно неплохо!

Надеюсь, это решение было для вас полезным и интересным! Если у вас есть вопросы, не стесняйтесь задавать их!