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?
Физика11 классТепловые явлениянагрев водывремя нагреваэлектрический чайникмощность 500 ваттКПД 75 процентов1 литр водытемпература 20 до 100 градусов
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 теплотыДля нагрева воды нам нужно использовать формулу:
Q = mcΔT
В нашем случае:
Теперь подставим значения в формулу:
Q = 1 кг * 4200 Дж/(кг·°C) * 80 °C = 336000 Дж
Шаг 2: Учитываем КПД чайникаТак 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 нагреваТеперь, 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 единицы896 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.