С помощью кипятильника с КПД 90% нагрели 3 кг воды от 19°C до кипения за 15 минут. Какой ток потреблял кипятильник при напряжении 220 В? Удельная теплоёмкость воды составляет 4200 Дж/(кг * °C). Пожалуйста, решите, очень нужно, спасибо!

Физика 9 класс Теплопередача и тепловые явления Кипятильник КПД нагрев воды ток напряжение удельная теплоёмкость физика 9 класс задача по физике расчёт тока теплообмен Новый

Чтобы решить эту задачу, нам нужно сначала рассчитать, сколько тепла потребовалось для нагрева воды, а затем определить, сколько энергии потребил кипятильник и какой ток при этом проходил через него.

Шаг 1: Рассчитаем количество тепла, необходимое для нагрева воды.

Формула для расчета количества теплоты (Q) выглядит так:

Q = m * c * ΔT

• m - масса воды (в кг)
• c - удельная теплоёмкость воды (в Дж/(кг * °C))
• ΔT - изменение температуры (в °C)

В нашем случае:

• m = 3 кг
• c = 4200 Дж/(кг * °C)
• Начальная температура = 19°C, конечная температура = 100°C, следовательно, ΔT = 100°C - 19°C = 81°C

Теперь подставим значения в формулу:

Q = 3 * 4200 * 81

Q = 3 * 4200 = 12600

12600 * 81 = 1020600 Дж

Итак, нам нужно 1020600 Дж для нагрева воды до кипения.

Шаг 2: Учитываем КПД кипятильника.

КПД (коэффициент полезного действия) кипятильника составляет 90%, то есть 0,9. Это значит, что только 90% энергии, которую он потребляет, используется для нагрева воды.

Обозначим полное количество энергии, которое потребил кипятильник, как E. Тогда:

0,9 * E = 1020600 Дж

E = 1020600 / 0,9

E = 1134000 Дж

Шаг 3: Рассчитаем мощность кипятильника.

Мощность (P) можно найти по формуле:

P = E / t

• t - время в секундах. У нас 15 минут, что равно 15 * 60 = 900 секунд.

Теперь подставим значения:

P = 1134000 / 900

P = 1260 Вт

Шаг 4: Рассчитаем ток.

Используем закон Ома, который связывает мощность, напряжение и ток:

P = U * I

• U - напряжение (в В)
• I - ток (в А)

Мы знаем, что U = 220 В, и подставим это значение в формулу:

1260 = 220 * I

I = 1260 / 220

I ≈ 5,73 А

Ответ: Кипятильник потреблял ток примерно 5,73 А при напряжении 220 В.