Какое сопротивление кипятильника, который предназначен для работы на 220 Вольт, если он нагревает 2 кг воды с 20 градусов Цельсия до кипения за 10 минут при коэффициенте полезного действия 80%?

Физика 8 класс Электрические цепи и закон Ома сопротивление кипятильника 220 вольт нагрев воды 2 кг воды 20 градусов Цельсия кипение 10 минут КПД 80% Новый

Для того чтобы определить сопротивление кипятильника, нам нужно сначала рассчитать мощность, которую он должен развивать для нагрева воды, а затем использовать эту мощность для нахождения сопротивления.

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

• Формула для расчета количества теплоты (Q):
• Q = m * c * ΔT
• где:
• m - масса воды (2 кг),
• c - удельная теплоемкость воды (приблизительно 4200 Дж/(кг·°C)),
• ΔT - изменение температуры (кипение - начальная температура).

В нашем случае:

• ΔT = 100°C - 20°C = 80°C
• Q = 2 кг * 4200 Дж/(кг·°C) * 80°C = 672000 Дж.

Шаг 2: Учитываем коэффициент полезного действия (КПД).

• КПД = 80% = 0.8.
• Это значит, что фактическая мощность, которую мы должны учитывать, будет больше, чем просто мощность, необходимая для нагрева воды.

Фактическая мощность (P) будет рассчитана по формуле:

• P = Q / (t * КПД),
• где t - время в секундах.

Время t = 10 минут = 600 секунд.

Теперь подставим значения:

• P = 672000 Дж / (600 с * 0.8) = 1400 Вт.

Шаг 3: Рассчитаем сопротивление кипятильника.

• Используем закон Ома: P = U^2 / R,
• где P - мощность, U - напряжение, R - сопротивление.

Мы можем выразить сопротивление R:

• R = U^2 / P.

Теперь подставим известные значения:

• U = 220 В,
• P = 1400 Вт.

R = (220 В)² / 1400 Вт = 48400 / 1400 = 34.57 Ом.

Ответ: Сопротивление кипятильника составляет примерно 34.57 Ом.