Вопрос школьника
Кипятильник нагревает 1,2 кг воды от 12 °С до кипения за 10 мин. Определите силу тока в кипятильнике, если напряжение в сети 220 В, а КПД кипятильника 90%.
Ответ от учителя
Для решения задачи необходимо использовать формулу для расчета количества теплоты, выделяющейся при нагреве воды:
Q = m * c * ΔT,
где Q — количество теплоты, м — масса воды, c — удельная теплоемкость воды, ΔT — изменение температуры.
Для воды удельная теплоемкость равна 4,18 Дж/(г*°C), поэтому:
Q = 1200 г * 4,18 Дж/(г*°C) * (100 °C — 12 °C) = 447 552 Дж.
Так как КПД кипятильника равен 90%, то энергия, затраченная на нагрев воды, равна:
E = Q / η = 447 552 Дж / 0,9 = 497 280 Дж.
За время нагрева воды в 10 минут (или 600 секунд) кипятильник потребил энергию:
P = E / t = 497 280 Дж / 600 с = 829,8 Вт.
Напряжение в сети равно 220 В, поэтому сила тока в кипятильнике равна:
I = P / U = 829,8 Вт / 220 В = 3,77 А.
Таким образом, сила тока в кипятильнике составляет 3,77 А.
