Воду массой 2 кг, имеющую начальную температуру 25 с, нагрели в электрическом чайнике до температуры кипения за 6 мин. Мощность электрического чайника равна 2 кВт. Чему равен кпд чайника?
Для решения данной задачи, мы сначала найдем количество теплоты, которое мы получили в результате нагрева воды. Затем, мы найдем затраченную на это количество теплоты электрическую энергию. И наконец, с помощью соотношения КПД найдем КПД чайника.
Шаг 1: Найдем количество теплоты, которое мы получили в результате нагрева воды.
Мы знаем, что вода имеет массу 2 кг и начальную температуру 25°C. Чтобы привести ее до температуры кипения (100°C), нам нужно изменить температуру на 75°C (100°C - 25°C).
Количество теплоты, полученное при нагреве воды, можно найти по формуле:
Q = m * c * ΔT,
где Q - количество теплоты, m - масса вещества, c - удельная теплоемкость вещества, ΔT - изменение температуры.
Удельная теплоемкость воды составляет 4,186 Дж/г°C.
Заменив значения, получим:
Q = 2 кг * 4,186 Дж/г°C * 75°C.
Для удобства расчета, переведем массу в граммы:
Q = 2000 г * 4,186 Дж/г°C * 75°C.
Произведем все необходимые вычисления:
Q = 627900 Дж (Джоулей).
Шаг 2: Найдем затраченную на это количество теплоты электрическую энергию.
Мы знаем, что мощность электрического чайника равна 2 кВт, а время работы составляет 6 мин.
Для этого нам нужно использовать формулу:
E = P * t,
где E - электрическая энергия (затраченная энергия), P - мощность, t - время работы.
Переведем мощность в ватты:
P = 2 кВт * 1000 = 2000 Вт.
Заменив значения, получим:
E = 2000 Вт * 6 мин.
Произведем все необходимые вычисления:
E = 12000 Дж (Джоулей).
Шаг 3: Найдем КПД чайника.
КПД (кпд) - коэффициент полезного действия, который определяет, какая часть затраченной энергии используется для осуществления полезной работы.
КПД можно найти с помощью формулы:
КПД = Q / E.
Подставим найденные значения:
КПД = 627900 Дж / 12000 Дж.
Произведем все необходимые вычисления:
КПД ≈ 52,325.
Ответ: КПД чайника составляет примерно 52,325% или 0,52325.
Шаг 1: Найдем количество теплоты, которое мы получили в результате нагрева воды.
Мы знаем, что вода имеет массу 2 кг и начальную температуру 25°C. Чтобы привести ее до температуры кипения (100°C), нам нужно изменить температуру на 75°C (100°C - 25°C).
Количество теплоты, полученное при нагреве воды, можно найти по формуле:
Q = m * c * ΔT,
где Q - количество теплоты, m - масса вещества, c - удельная теплоемкость вещества, ΔT - изменение температуры.
Удельная теплоемкость воды составляет 4,186 Дж/г°C.
Заменив значения, получим:
Q = 2 кг * 4,186 Дж/г°C * 75°C.
Для удобства расчета, переведем массу в граммы:
Q = 2000 г * 4,186 Дж/г°C * 75°C.
Произведем все необходимые вычисления:
Q = 627900 Дж (Джоулей).
Шаг 2: Найдем затраченную на это количество теплоты электрическую энергию.
Мы знаем, что мощность электрического чайника равна 2 кВт, а время работы составляет 6 мин.
Для этого нам нужно использовать формулу:
E = P * t,
где E - электрическая энергия (затраченная энергия), P - мощность, t - время работы.
Переведем мощность в ватты:
P = 2 кВт * 1000 = 2000 Вт.
Заменив значения, получим:
E = 2000 Вт * 6 мин.
Произведем все необходимые вычисления:
E = 12000 Дж (Джоулей).
Шаг 3: Найдем КПД чайника.
КПД (кпд) - коэффициент полезного действия, который определяет, какая часть затраченной энергии используется для осуществления полезной работы.
КПД можно найти с помощью формулы:
КПД = Q / E.
Подставим найденные значения:
КПД = 627900 Дж / 12000 Дж.
Произведем все необходимые вычисления:
КПД ≈ 52,325.
Ответ: КПД чайника составляет примерно 52,325% или 0,52325.