Сколько времени нужно, чтобы нагреть 0,5 литра воды от 20 градусов до кипения в электрочайнике мощностью 400 Вт, если коэффициент полезного действия равен 70%? Помогите решить!!

Физика 8 класс Тепловые явления нагрев воды время нагрева электрочайник 400 Вт КПД 70% физика 8 класс Новый

Чтобы решить эту задачу, нам нужно определить, сколько энергии потребуется для нагрева 0,5 литра воды от 20 градусов Цельсия до 100 градусов Цельсия (температура кипения). Затем мы можем рассчитать, сколько времени потребуется для нагрева этой воды с учетом мощности электрочайника и его коэффициента полезного действия.

Шаг 1: Определим массу воды.

Мы знаем, что 1 литр воды имеет массу примерно 1 кг. Следовательно, 0,5 литра воды будет иметь массу:

• m = 0,5 кг

Шаг 2: Рассчитаем необходимое количество теплоты.

Для нагрева воды используем формулу:

Q = m * c * ΔT

где:

• Q - количество теплоты (в Джоулях),
• m - масса воды (в кг),
• c - удельная теплоемкость воды (примерно 4200 Дж/(кг·°C)),
• ΔT - изменение температуры (в °C).

В нашем случае:

• ΔT = 100°C - 20°C = 80°C

Теперь подставим значения в формулу:

• Q = 0,5 кг * 4200 Дж/(кг·°C) * 80°C
• Q = 0,5 * 4200 * 80 = 168000 Дж

Шаг 3: Учитываем коэффициент полезного действия (КПД).

КПД электрочайника равен 70%, что означает, что только 70% от всей потребляемой энергии используется для нагрева воды. Таким образом, фактическая энергия, которую мы получим, будет:

• Q_полезная = Q / КПД
• Q_полезная = 168000 Дж / 0,7 ≈ 240000 Дж

Шаг 4: Рассчитаем время нагрева.

Теперь мы можем рассчитать время, необходимое для нагрева воды, используя мощность чайника. Формула для времени:

t = Q / P

где:

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

Подставим значения:

• P = 400 Вт
• t = 240000 Дж / 400 Вт = 600 секунд

Шаг 5: Переведем время в более удобные единицы.

600 секунд - это 10 минут.

Ответ: Для нагрева 0,5 литра воды от 20 градусов до кипения в электрочайнике мощностью 400 Вт с КПД 70% потребуется 10 минут.