Воду массой 1.5 кг нагрели до температуры кипения за 5 минут. Мощность электрического чайника составляет 2 кВт, а его КПД равен 84%. Какова была начальная температура воды? Пожалуйста, объясните, как решить эту задачу, так как я не могу разобраться. Заранее спасибо.

Физика 8 класс Тепловые явления физика 8 класс задача на мощность начальная температура воды КПД электрического чайника расчет температуры воды Новый

Для решения этой задачи нам нужно рассчитать, сколько энергии было передано воде, а затем использовать это значение, чтобы найти начальную температуру воды.

Давайте начнем с определения количества энергии, которое передано воде. Мощность чайника составляет 2 кВт, но нужно учесть, что его КПД равен 84%. Это значит, что не вся энергия, которую чайник потребляет, идет на нагрев воды.

Шаг 1: Рассчитаем полезную мощность чайника.

Полезная мощность (P) будет равна:

• P = Мощность * КПД
• P = 2000 Вт * 0.84 = 1680 Вт

Шаг 2: Рассчитаем общее количество энергии, переданной воде.

Энергия (Q), переданная воде, может быть рассчитана по формуле:

• Q = P * t

где t — время в секундах. В нашем случае:

• t = 5 минут = 5 * 60 = 300 секунд
• Q = 1680 Вт * 300 с = 504000 Дж

Шаг 3: Используем формулу для расчета изменения температуры.

Теперь мы знаем, сколько энергии было передано воде. С помощью этой энергии мы можем найти изменение температуры воды. Формула для расчета количества теплоты, переданного воде, выглядит так:

• Q = m * c * (T_final - T_initial)

где:

• m — масса воды (1.5 кг),
• c — удельная теплоемкость воды (приблизительно 4184 Дж/(кг·°C)),
• T_final — конечная температура (100°C),
• T_initial — начальная температура, которую мы ищем.

Шаг 4: Подставляем известные значения и решаем уравнение.

Подставим все известные значения в формулу:

• 504000 Дж = 1.5 кг * 4184 Дж/(кг·°C) * (100°C - T_initial)

Теперь упростим это уравнение:

• 504000 = 6276 * (100 - T_initial)

Делим обе стороны на 6276:

• 504000 / 6276 = 100 - T_initial
• 80.3 = 100 - T_initial

Теперь решим уравнение для T_initial:

• T_initial = 100 - 80.3 = 19.7°C

Ответ:

Начальная температура воды была приблизительно 19.7°C.