Какой КПД электронагревателя мощностью 660 Вт, если он нагрел 2 кг воды от 20 до 100 градусов за 35 минут?

Физика 8 класс Коэффициент полезного действия (КПД) и энергия КПД электронагревателя мощность 660 Вт нагрев воды 2 кг воды температура 20 до 100 градусов время 35 минут Новый

Чтобы найти коэффициент полезного действия (КПД) электронагревателя, сначала необходимо рассчитать количество теплоты, которое требуется для нагрева воды, а затем сравнить это количество с энергией, потребляемой нагревателем.

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

Формула для расчета количества теплоты:

Q = mcΔT

• Q - количество теплоты (в джоулях),
• m - масса воды (в килограммах),
• c - удельная теплоемкость воды (около 4200 Дж/(кг·°C)),
• ΔT - изменение температуры (в градусах Цельсия).

В нашем случае:

• m = 2 кг,
• c = 4200 Дж/(кг·°C),
• ΔT = 100°C - 20°C = 80°C.

Теперь подставим значения в формулу:

Q = 2 кг * 4200 Дж/(кг·°C) * 80°C.

Q = 2 * 4200 * 80 = 672000 Дж.

Шаг 2: Рассчитаем энергию, потребляемую электронагревателем.

Энергия (E), потребляемая нагревателем, рассчитывается по формуле:

E = P * t

• P - мощность нагревателя (в ваттах),
• t - время работы нагревателя (в секундах).

В нашем случае:

• P = 660 Вт,
• t = 35 минут = 35 * 60 = 2100 секунд.

Теперь подставим значения в формулу:

E = 660 Вт * 2100 с = 1386000 Дж.

Шаг 3: Рассчитаем КПД электронагревателя.

КПД (η) определяется как отношение полезной работы (в нашем случае - количество теплоты, переданное воде) к затраченной энергии:

η = (Q / E) * 100%

Подставим значения:

η = (672000 Дж / 1386000 Дж) * 100%.

η ≈ 48.5%.

Ответ: КПД электронагревателя составляет примерно 48.5%.