Для выражения давления в паскалях необходимо знать следующую информацию:
1. 1 паскаль (Па) равен силе в 1 ньютон, действующей перпендикулярно поверхности в 1 квадратный метр.
2. В 1 килопаскале (кПа) содержится 1000 паскалей.
1) Давление 270 Н/м²:
Для выражения этого давления в паскалях, нужно знать, что 1 ньютон равен 1 паскалю на квадратный метр. Следовательно, нужно просто перевести ньютоны в паскали.
Таким образом, чтобы выразить данное давление в паскалях, нужно просто оставить число 270 без изменения, так как ньютон и паскаль имеют одинаковую размерность (сила на площадь):
270 Н/м² = 270 Па.
Таким образом, давление равное 270 Н/м² равно 270 Па.
2) Давление 0.04 кПа:
Для выражения данного давления в паскалях, нужно перевести килопаскали в паскали. 1 килопаскаль равен 1000 паскалям. Поэтому нужно умножить число килопаскалей на 1000.
0.04 кПа = 0.04 * 1000 Па = 40 Па.
Таким образом, давление 0.04 кПа равно 40 Па.
Итак, чтобы выразить давление 270 Н/м² и 0.04 кПа в паскалях:
- Давление 270 Н/м² равно 270 Па.
- Давление 0.04 кПа равно 40 Па.
Для решения данной задачи, мы будем использовать закон Ома, закон сохранения энергии и формулу для расчета теплового эффекта.
1. Закон Ома гласит, что соотношение между напряжением U (в вольтах), силой тока I (в амперах) и сопротивлением R (в омах) определяется формулой U = I * R.
Следовательно, можно найти силу тока, подставив значения напряжения и сопротивления:
I = U / R = 220 В / 25 Ом = 8,8 А
2. Стерилизатор имеет КПД (коэффициент полезного действия) в 50%, что означает, что только 50% энергии преобразуется в тепло, а остальные 50% теряются в виде других форм энергии (например, излучение).
3. Для того чтобы вычислить количество тепла, которое будет выделилось за время t (в секундах), воспользуемся формулой:
Q = P * t,
где Q - количество тепла (в джоулях),
P - мощность (в ваттах),
t - время (в секундах).
Зная силу тока, можно найти мощность, используя формулу:
P = U * I,
где P - мощность (в ваттах),
U - напряжение (в вольтах),
I - сила тока (в амперах).
Подставляем значения:
P = 220 В * 8,8 А = 1936 Вт
4. Для расчета количества выделившегося тепла в данной задаче используем формулу:
Q = m * c * ΔT,
где Q - количество тепла (в джоулях),
m - масса вещества (в килограммах),
c - удельная теплоемкость (в джоулях на килограмме на градус Цельсия),
ΔT - изменение температуры (в градусах Цельсия).
В данной задаче известны следующие величины:
m = 1 кг (масса воды),
c = 4,2 * 10^3 Дж/м*К (удельная теплоемкость воды),
ΔT = 100 градусов Цельсия (разница температур, так как вода будет закипать при 100 градусах Цельсия).
5. Так как стерилизатор имеет КПД 50%, то количество тепла, которое будет выделилось при работе стерилизатора, будет составлять 50% от общего количества выделившегося тепла:
Q_полезное = 0,5 * Q = 0,5 * 420000 Дж = 210000 Дж
6. Для определения времени t, через которое вода закипит, используем формулу КПД:
Q_полезное = P * t,
где t - время (в секундах).
