Question

Надо рассчитать параметры эл/чайника при изменении напряжения сети. имеется эл. чайник мощностью 2000 вт/220v. в чайник налито 0,5 литра воды. изменилось напряжение в сети с 220v на 36v постоянного тока. 1. может ли при 36v запипеть вода в этом чайнике? 2. если может, то сколько понадобится времени для закипания воды? 3. какие параметры будут у данного чайника при 36v: мощность р/вт? сила тока в амперах? сопротивление в ом?

Answer 1

Для начала узнаем сопротивление нагревательной цепи чайника:

R = U^2/P = 220^/2000 = 24.2 Ом

1. Нагрев (увеличение температуры) будет продолжаться, пока количество поступающей теплоты не сравнится с количеством отдаваемой в окружающую среду теплоты. Теоретически, она может достигнуть температуры кипения воды. ответ: да.

2. Чтобы вскипятить воду, нужно нагреть ее до 100 градусов по шкале Цельсия. Начальная температура воды не дана. Для начала узнаем ток через нагревательный элемент:

I = U/R = 36/24.2 = 1.49 A

Выделяющееся количество теплоты можно узнать с закона Джоуля-Ленца:

Q = I^2*R*t

Необходимое количество теплоты узнаем с учетом теплоемкости воды:

Q = c*m*(t2-t1)

где c – теплоемкость воды (4200)

m – масса воды (0.5 кг)

t2 и t1 – конечная и начальная температуры воды соответственно, °C

Приравняем правые части и выразим t:

t = c*m*(t2-t1)/(I^2*R)

или

t = 4200*0.5*(t2-t1)/(1.49^2*24.2) = 39.09*(100-t1)

3. Сопротивление и силу тока мы уже определяли ранее, мощность:

P = U*I = 36*1.49 = 53.64 Вт