Какое время нужно, чтобы испарить 50 г воды в электрочайнике с сопротивлением спирали 25 Ом и КПД 90%, если он подключен к сети с напряжением 220 В, а удельная теплота парообразования воды составляет 2,3 * 10^6 Дж, при этом можно не учитывать тепловые потери в окружающую среду?

Физика 9 класс Тепловые явления время испарения воды электрочайник сопротивление спирали КПД напряжение удельная теплота парообразования физика 9 класс Новый

Чтобы решить задачу, нам нужно определить, сколько энергии потребуется для испарения 50 г воды, а затем выяснить, сколько времени потребуется для получения этой энергии с учетом КПД электрочайника.

Шаг 1: Рассчитаем необходимую энергию для испарения воды.

Удельная теплота парообразования воды составляет 2,3 * 10^6 Дж/кг. Поскольку у нас 50 г воды, сначала переведем массу в килограммы:

• 50 г = 0,05 кг

Теперь можем рассчитать необходимую энергию (Q) для испарения:

• Q = m * L, где m - масса, L - удельная теплота парообразования.
• Q = 0,05 кг * 2,3 * 10^6 Дж/кг = 115000 Дж.

Шаг 2: Рассчитаем мощность электрочайника.

Мощность (P) электрочайника можно рассчитать по формуле:

• P = U^2 / R, где U - напряжение, R - сопротивление.

Подставляем известные значения:

• P = 220^2 / 25 = 1936 Вт.

Теперь учитываем КПД (η = 90% = 0,9):

• P_эффективная = P * η = 1936 Вт * 0,9 = 1742,4 Вт.

Шаг 3: Рассчитаем время, необходимое для испарения воды.

Теперь мы можем рассчитать время (t), необходимое для получения энергии Q с учетом эффективной мощности:

• t = Q / P_эффективная.

Подставляем значения:

• t = 115000 Дж / 1742,4 Вт ≈ 66,0 секунд.

Ответ: Время, необходимое для испарения 50 г воды, составляет примерно 66 секунд.