Какова масса воды, которую можно нагреть от 20 до 100 °C, используя электронагреватель мощностью 500 Вт в течение 35 минут, если КПД нагревателя составляет 64%?

Физика 9 класс Тепловые явления масса воды нагрев воды электронагреватель мощность 500 Вт КПД 64% физика 9 класс задачи по физике нагрев жидкости теплообмен расчет массы воды Новый

Чтобы найти массу воды, которую можно нагреть, нам нужно использовать формулу для вычисления количества теплоты, необходимого для нагрева воды. Эта формула выглядит следующим образом:

Q = m * c * ΔT

где:

• Q - количество теплоты (в джоулях),
• m - масса воды (в килограммах),
• c - удельная теплоемкость воды (примерно 4,18 кДж/(кг·°C) или 4180 Дж/(кг·°C)),
• ΔT - изменение температуры (в °C).

Теперь давайте определим, какое количество теплоты нам нужно для нагрева воды от 20 до 100 °C:

ΔT = 100 °C - 20 °C = 80 °C

Теперь мы можем выразить количество теплоты Q:

Q = m * 4180 * 80

Теперь найдем, сколько энергии мы можем получить от электронагревателя. Мощность нагревателя составляет 500 Вт, и мы используем его в течение 35 минут. Сначала переведем время в секунды:

35 минут = 35 * 60 = 2100 секунд

Теперь вычислим общее количество энергии, которое мы можем получить:

E = P * t

где:

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

Подставим значения:

E = 500 Вт * 2100 с = 1050000 Дж

Теперь учитываем КПД нагревателя. КПД составляет 64%, значит, полезная энергия будет:

E полезная = E * КПД = 1050000 Дж * 0,64 = 672000 Дж

Теперь мы можем подставить это значение в формулу для Q:

672000 Дж = m * 4180 Дж/(кг·°C) * 80 °C

Теперь решим это уравнение относительно массы m:

m = 672000 Дж / (4180 Дж/(кг·°C) * 80 °C)

Выполним вычисления:

m = 672000 / 334400 = 2,01 кг

Таким образом, масса воды, которую можно нагреть от 20 до 100 °C, составляет примерно 2,01 кг.