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 Новый

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.