В электрическом нагревателе вода массой 4 кг при температуре 20°С закипает за 10 минут. Какова полезная мощность нагревателя, если удельная теплоёмкость воды составляет 4200 Дж/кг·К, а температура кипения равна 100°С?

Физика 8 класс Тепловые явления электрический нагреватель мощность нагревателя теплоемкость воды температура кипения физика 8 класс расчет мощности закипание воды теплообмен энергия нагрева задача по физике Новый

Для того чтобы найти полезную мощность электрического нагревателя, нам нужно сначала рассчитать количество теплоты, которое требуется для нагрева воды до температуры кипения, а затем определить мощность, основываясь на времени, за которое это происходит.

Шаг 1: Рассчитаем изменение температуры.

• Начальная температура воды (t1) = 20°С
• Конечная температура воды (t2) = 100°С
• Изменение температуры (Δt) = t2 - t1 = 100°С - 20°С = 80°С

Шаг 2: Рассчитаем количество теплоты (Q), необходимое для нагрева воды.

Формула для расчета количества теплоты:

Q = m * c * Δt

• m = 4 кг (масса воды)
• c = 4200 Дж/кг·К (удельная теплоёмкость воды)
• Δt = 80°С (изменение температуры)

Теперь подставим значения в формулу:

Q = 4 кг * 4200 Дж/кг·К * 80°С = 1344000 Дж

Шаг 3: Определим мощность (P) нагревателя.

Мощность определяется как количество теплоты, переданное в единицу времени. Формула для расчета мощности:

P = Q / t

• Q = 1344000 Дж (количество теплоты, рассчитанное ранее)
• t = 10 минут = 10 * 60 секунд = 600 секунд

Теперь подставим значения в формулу:

P = 1344000 Дж / 600 с = 2240 Вт

Ответ: Полезная мощность нагревателя составляет 2240 Вт.