2025-01-06 07:48:59
Какой ток потребляет кипятильник, который нагревает 1.2 литра воды от 12 градусов до кипения за 10 минут, если он рассчитан на напряжение 220 В и имеет КПД 90%? Учитывайте, что удельная теплоемкость воды составляет 4200 Дж/кг·°C.
Физика 8 класс Электрические цепи и мощность электрического тока кипятильник ток потребление нагрев воды физика удельная теплоемкость воды КПД кипятильника расчет тока 220 В физика 8 класс энергия нагрева воды
2025-01-06 07:49:10
Для решения задачи, давайте сначала определим, сколько энергии необходимо для нагрева 1.2 литра воды от 12 градусов до 100 градусов (кипение).
1. Определим массу воды:
- Объем воды = 1.2 литра = 1.2 кг (поскольку плотность воды примерно 1 кг/л).
2. Определим изменение температуры:
- Начальная температура = 12°C
- Конечная температура = 100°C
- Изменение температуры (ΔT) = 100°C - 12°C = 88°C.
3. Рассчитаем количество теплоты, необходимое для нагрева воды:
- Формула для расчета теплоты: Q = m * c * ΔT, где:
- Q - количество теплоты (в Джоулях),
- m - масса воды (в кг),
- c - удельная теплоемкость воды (4200 Дж/кг·°C),
- ΔT - изменение температуры (в °C).
Подставим значения:
- Q = 1.2 кг * 4200 Дж/кг·°C * 88°C = 1.2 * 4200 * 88 = 446976 Дж.
4. Учитываем КПД кипятильника:
- КПД = 90% = 0.9.
- Таким образом, фактическое количество энергии, которое должен потребить кипятильник, будет: Q' = Q / КПД.
Подставим значения:
- Q' = 446976 Дж / 0.9 = 496640 Дж.
5. Рассчитаем мощность кипятильника:
- Мощность (P) = Q' / t, где t - время в секундах.
- Время = 10 минут = 10 * 60 = 600 секунд.
Подставим значения:
- P = 496640 Дж / 600 с = 827.73 Вт.
6. Наконец, рассчитаем ток:
- Используем формулу для расчета тока: I = P / U, где U = 220 В.
Подставим значения:
- I = 827.73 Вт / 220 В = 3.76 А.
Ответ: Кипятильник потребляет ток примерно 3.76 ампера.
