В кипятильнике весом 4 кг и с КПД 80% вода нагревается от 10 до 100 градусов Цельсия за 30 минут. Какой ток проходит через обмотку нагревателя, если напряжение составляет 150 В? Теплоемкость воды равна 4200 Дж/кг×0С.

Физика 8 класс Электрическое отопление и теплообмен Кипятильник вес 4 кг КПД 80% нагрев воды ток обмотки напряжение 150 В теплоемкость воды физика 8 класс Новый

Для решения задачи сначала найдем, сколько энергии требуется для нагрева воды, а затем определим ток, проходящий через обмотку нагревателя.

Шаг 1: Определим массу воды.

Предположим, что кипятильник нагревает 1 литр воды (это 1 кг). Если у вас есть другая масса, вы можете изменить расчеты соответственно.

Шаг 2: Найдем количество теплоты, необходимое для нагрева воды.

Формула для расчета количества теплоты (Q) выглядит так:

Q = m * c * ΔT,

где:

• m - масса воды (1 кг),
• c - удельная теплоемкость воды (4200 Дж/кг×°C),
• ΔT - изменение температуры (100°C - 10°C = 90°C).

Подставим значения:

Q = 1 кг * 4200 Дж/кг×°C * 90°C = 378000 Дж.

Шаг 3: Учитываем КПД нагревателя.

КПД нагревателя равен 80%, что означает, что только 80% энергии, потребляемой нагревателем, преобразуется в тепло.

Таким образом, полная энергия (E), которую необходимо подвести к нагревателю, рассчитывается по формуле:

E = Q / КПД.

Подставим значения:

E = 378000 Дж / 0.8 = 472500 Дж.

Шаг 4: Определим мощность нагревателя.

Мощность (P) нагревателя рассчитывается по формуле:

P = E / t,

где t - время в секундах (30 минут = 30 * 60 = 1800 секунд).

Подставим значения:

P = 472500 Дж / 1800 с = 262.5 Вт.

Шаг 5: Найдем ток, проходящий через обмотку нагревателя.

Используем закон Ома, который гласит:

P = U * I,

где U - напряжение (150 В), I - ток.

Перепишем формулу для нахождения тока:

I = P / U.

Подставим значения:

I = 262.5 Вт / 150 В = 1.75 А.

Ответ: Ток, проходящий через обмотку нагревателя, составляет 1.75 А.