Как можно рассчитать коэффициент полезного действия (к. п. д.) чайника, если в нем нагрели 1 кг воды за 10 минут от 20 градусов Цельсия до кипения при силе тока 8 А и напряжении 140 В?

Физика 8 класс Энергия и работа коэффициент полезного действия расчет КПД чайника нагрев воды сила тока 8 А напряжение 140 В температура воды физика 8 класс Новый

Для расчета коэффициента полезного действия (к. п. д.) чайника, нам нужно определить, сколько энергии было потрачено на нагрев воды и сколько энергии было затрачено электрической сетью. Давайте разберем этот процесс по шагам.

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

Количество теплоты (Q), необходимое для нагрева воды, можно рассчитать по формуле:

Q = m * c * ΔT

• m — масса воды (в данном случае 1 кг);
• c — удельная теплоемкость воды (около 4200 Дж/(кг·°C));
• ΔT — изменение температуры (в данном случае 100°C - 20°C = 80°C).

Теперь подставим значения:

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

Шаг 2: Рассчитаем электрическую энергию, потребляемую чайником.

Электрическая энергия (E) рассчитывается по формуле:

E = U * I * t

• U — напряжение (140 В);
• I — сила тока (8 А);
• t — время в секундах (10 минут = 10 * 60 = 600 секунд).

Теперь подставим значения:

E = 140 В * 8 А * 600 с = 672000 Дж.

Шаг 3: Рассчитаем коэффициент полезного действия (к. п. д.).

Коэффициент полезного действия рассчитывается по формуле:

К. п. д. = (Q / E) * 100%

Теперь подставим ранее найденные значения:

К. п. д. = (336000 Дж / 672000 Дж) * 100% = 50%.

Итак, коэффициент полезного действия чайника составляет 50%.