2025-01-12 15:39:07
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
2025-01-12 15:39:23
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.
