Вопрос школьника
Сколько времени будут нагреваться 1,5 л воды от 20 °С до 100 °С в электрическом чайнике мощностью 600 Вт, если КПД чайника 80 % ?
Ответ от учителя
Для решения данной задачи необходимо использовать формулу:
Q = m * c * ΔT
где Q — количество теплоты, необходимое для нагрева воды, m — масса воды, c — удельная теплоемкость воды, ΔT — изменение температуры.
Масса воды равна ее объему, который в данном случае равен 1,5 л. Удельная теплоемкость воды составляет 4,18 Дж/(г*°C). Изменение температуры равно разности между конечной и начальной температурой, то есть 100 °C — 20 °C = 80 °C.
Теперь можно вычислить количество теплоты, необходимое для нагрева воды:
Q = 1,5 кг * 4,18 Дж/(г*°C) * 80 °C = 502,8 кДж
Далее, необходимо вычислить время, за которое чайник нагреет воду до 100 °C. Для этого воспользуемся формулой:
P = Q / t
где P — мощность чайника, t — время нагрева.
Мощность чайника равна 600 Вт, а КПД составляет 80 %, то есть только 80 % от мощности будет использоваться для нагрева воды. Поэтому реальная мощность чайника будет равна:
P = 600 Вт * 0,8 = 480 Вт
Теперь можно вычислить время нагрева:
t = Q / P = 502,8 кДж / 480 Вт = 1048,5 секунд или около 17,5 минут.
Таким образом, чтобы нагреть 1,5 л воды от 20 °С до 100 °С в электрическом чайнике мощностью 600 Вт, если КПД чайника 80 %, потребуется около 17,5 минут.
