Какова мощность кипятильника, если он нагревает 250 г воды от температуры 20° C до кипения за 200 секунд, а его КПД составляет 84%?

Физика 8 класс Мощность и энергия в физических процессах мощность кипятильника нагрев воды КПД физика 8 класс расчет мощности температура воды время нагрева физические формулы конкретные примеры учебные задачи Новый

Чтобы найти мощность кипятильника, нам нужно сначала рассчитать количество тепла, необходимое для нагрева воды, а затем учесть КПД устройства.

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

• Масса воды (m) = 250 г = 0.25 кг (переведем в килограммы, так как в формуле используется масса в килограммах).
• Удельная теплоемкость воды (c) = 4200 Дж/(кг·°C).
• Начальная температура воды (T1) = 20° C.
• Конечная температура воды (T2) = 100° C (температура кипения).

Теперь используем формулу для расчета количества тепла (Q):

Q = m * c * (T2 - T1)

Подставим известные значения:

Q = 0.25 кг * 4200 Дж/(кг·°C) * (100° C - 20° C)

Q = 0.25 кг * 4200 Дж/(кг·°C) * 80° C

Q = 0.25 * 4200 * 80

Q = 84000 Дж.

Шаг 2: Теперь найдем мощность, которую должен выдать кипятильник. Мощность (P) определяется как количество тепла, переданное в единицу времени:

P = Q / t, где t - время в секундах.

Подставим значения:

P = 84000 Дж / 200 с

P = 420 Вт.

Шаг 3: Учитываем КПД. Поскольку КПД кипятильника составляет 84%, это означает, что только 84% от общей мощности, потребляемой устройством, используются для нагрева воды. Обозначим полную мощность кипятильника как P_full:

КПД = P / P_full, отсюда P_full = P / КПД.

Подставим значения:

P_full = 420 Вт / 0.84

P_full ≈ 500 Вт.

Ответ: Мощность кипятильника составляет примерно 500 Вт.