Вопрос школьника
Сколько времени потребуется для нагревания 1 л воды от 20 до 100 °С в электрическом чайнике мощностью 500 Вт, если его КПД 75%?
Ответ от учителя
Для решения данной задачи необходимо использовать формулу:
Q = m * c * ΔT
где Q — количество теплоты, необходимое для нагревания воды, m — масса воды, c — удельная теплоемкость воды, ΔT — изменение температуры.
Масса 1 л воды равна 1000 г, удельная теплоемкость воды приблизительно равна 4,18 Дж/(г*°C), а изменение температуры равно 80 °C.
Тогда количество теплоты, необходимое для нагревания 1 л воды, будет равно:
Q = 1000 г * 4,18 Дж/(г*°C) * 80 °C = 334400 Дж
Далее, необходимо учесть КПД электрического чайника, который равен 75%. Это означает, что только 75% от потребляемой электроэнергии будет использоваться для нагревания воды, а остальные 25% будут потеряны в виде тепла.
Мощность электрического чайника равна 500 Вт, что означает, что он потребляет 500 Дж электроэнергии в секунду.
Тогда время, необходимое для нагревания 1 л воды, можно рассчитать по формуле:
t = Q / (P * η)
где t — время, P — мощность чайника, η — КПД чайника.
Подставляя значения, получим:
t = 334400 Дж / (500 Вт * 0,75) ≈ 893 секунды ≈ 14,9 минуты
Таким образом, для нагревания 1 л воды от 20 до 100 °C в электрическом чайнике мощностью 500 Вт, при его КПД 75%, потребуется примерно 14,9 минуты.
