Сколько времени нужно, чтобы нагреть 1 литр воды от 20 до 100 градусов в электрическом чайнике с мощностью 500 ватт, если его КПД равен 75 процентам?

Физика 11 класс Тепловые явления нагрев воды время нагрева электрический чайник мощность 500 ватт КПД 75 процентов 1 литр воды температура 20 до 100 градусов Новый

Чтобы рассчитать, сколько времени потребуется для нагрева 1 литра воды от 20 до 100 градусов Цельсия в электрическом чайнике, нам нужно выполнить несколько шагов.

Шаг 1: Определим необходимое количество теплоты

Для нагрева воды нам нужно использовать формулу:

Q = mcΔT

• Q - количество теплоты (в джоулях)
• m - масса воды (в килограммах)
• c - удельная теплоемкость воды (приблизительно 4200 Дж/(кг·°C))
• ΔT - изменение температуры (в градусах Цельсия)

В нашем случае:

• m = 1 кг (так как 1 литр воды имеет массу 1 кг)
• c = 4200 Дж/(кг·°C)
• ΔT = 100 °C - 20 °C = 80 °C

Теперь подставим значения в формулу:

Q = 1 кг * 4200 Дж/(кг·°C) * 80 °C = 336000 Дж

Шаг 2: Учитываем КПД чайника

Так как КПД чайника составляет 75%, это означает, что только 75% энергии, потребляемой чайником, будет использовано для нагрева воды. Следовательно, фактическая энергия, которую чайник должен потребовать, будет равна:

Q_полная = Q / КПД = 336000 Дж / 0.75 = 448000 Дж

Шаг 3: Определим время нагрева

Теперь, зная, что мощность чайника составляет 500 ватт (1 ватт = 1 Дж/с), мы можем рассчитать время:

Время = Q_полная / Мощность

Время = 448000 Дж / 500 Вт = 896 секунд

Шаг 4: Переведем время в более удобные единицы

896 секунд можно перевести в минуты:

896 секунд / 60 = 14.93 минут

Ответ: Время, необходимое для нагрева 1 литра воды от 20 до 100 градусов в электрическом чайнике с мощностью 500 ватт и КПД 75%, составляет примерно 14.93 минуты.