В электрокипятильнике ёмкостью 5 литров с КПД 70% вода нагревается от 10 градусов Цельсия до 100 градусов Цельсия за 20 минут. Какова сила тока, протекающего по обмотке нагревателя, если напряжение в сети составляет 220 В? Пожалуйста, помогите решить эту задачу с оформлением и указанием данных. Буду очень благодарен.

Физика 11 класс Электрический ток и его применение электрокипятильник нагрев воды Сила тока КПД напряжение физика 11 класс расчет мощности теплоемкость воды время нагрева электрический ток Новый

Для решения этой задачи нам нужно определить силу тока, протекающую по обмотке нагревателя, используя известные данные и формулы.

Данные задачи:

• Объем воды (V) = 5 литров = 5 кг (так как 1 литр воды имеет массу примерно 1 кг)
• Начальная температура воды (T1) = 10 °C
• Конечная температура воды (T2) = 100 °C
• КПД (η) = 70% = 0.7
• Время (t) = 20 минут = 1200 секунд
• Напряжение (U) = 220 В

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

Для этого используем формулу:

Q = mcΔT

• m - масса воды (5 кг)
• c - удельная теплоемкость воды (c = 4180 Дж/(кг·°C))
• ΔT - изменение температуры (ΔT = T2 - T1 = 100 °C - 10 °C = 90 °C)

Подставим значения в формулу:

Q = 5 кг * 4180 Дж/(кг·°C) * 90 °C

Q = 5 * 4180 * 90 = 1881000 Дж

Шаг 2: Учитываем КПД нагревателя.

Так как КПД составляет 70%, то фактически потребляемая энергия (E) будет:

E = Q / η

E = 1881000 Дж / 0.7 = 2687142.86 Дж

Шаг 3: Найдем мощность (P) нагревателя.

Мощность можно найти по формуле:

P = E / t

P = 2687142.86 Дж / 1200 с = 2239.52 Вт

Шаг 4: Найдем силу тока (I).

Используем закон Ома для расчета силы тока:

P = U * I

Отсюда I = P / U

I = 2239.52 Вт / 220 В = 10.09 А

Ответ: Сила тока, протекающего по обмотке нагревателя, составляет примерно 10.09 А.