Question

1) Электрокипятильник мощностью 1кВт, работающий от сети с напряжением 220В, за 12 мин нагревает 1,5 л воды на 88С. Чему равен КПД нагревателя? Удельная теплоемкость воды 4200 Дж/кгК. 
2)Электродвигатель трамвайных вагонов работает при токе 112А и напряжением 550 В. С какой скоростью движется трамвай, если двигатели создают силу тяги 3,6 кН, а КПД их 70%? 
3)Сколько льда взятого при - 10С, можно растопить за 10 мин на электротипилке работающего от сети напряжением 220В при токе 3А если общий КПД установки 80%?Удельная теплоемкость льда 2100 Дж/кгК. Удельная теплота льда 340 кДж/кг. 
4)Электрический чайник имеет в нагревателе две секции. При включении второй секции - за 40 мин. Через сколько времени закипит вода, если включить обе секции параллельно или последовательно? Условия нагревания одинаковы.  

С дано и решение подробным

 

Answer 1

1
дано
P=1кВт=1000Вт.  
U=220 B
t=12 мин=720с
V=1.5 л  ----> m=1.5 кг
T1=88C
T2=100C
С=4200 Дж/кгК. 
найти
КПД
решение
Q1=Cm(T2-T1)
Q2=Pt
КПД = Q1/Q2= Cm(T2-T1)/Pt =4200*1.5*(100-80)/(1000*720)=0.175 (17,5%)
ответ 17,5%
2
дано
I =112 A
U=550 B
F =3,6 кН = 3600 Н
КПД  = 70% (0,7)
найти
v
решение
мощность полная P=UI
мощность полезная  P'=P*КПД=U I КПД
скорость  v=P'/F = U*I*КПД/F = 550*112*0.7/3600 = 12 м/с (=43 км/ч)
ответ 12 м/с (=43 км/ч)
3
дано
T1= -10C
T2= 0C
t =10 мин = 600с
U=220B
I=3A
КПД = 80% (0.8)
С=2100 Дж/кгК.
λ=340 кДж/кг = 340000 Дж/кг
найти
m
решение
Q1=Cm(T2-T1)
Q2=λm
Q' = Q1+Q2 = Cm(T2-T1) + λm =m (C(T2-T1) + λ)
Q" = UIt
КПД = Q'/Q" = m (C(T2-T1) + λ) / UIt
m = КПД*UIt / (C(T2-T1) + λ) = 0.8*220*3*600 / (2100*(0-(-10)+340000)) =0.8775 кг =877,5 г ответ 0.8775 кг =877,5 г
4
дано
t1=10 мин
t2=40 мин
найти
t12 -последовательно
T12 -параллельно
решение
Q=U^2/R1 *t1
Q=U^2/R2 *t2
приравняем
U^2/R2 *t2 = U^2/R1 *t1
R1/R2 = t1/t2
R1 = R2 t1/t2
последовательно
R=R1+R2 = R2 t1/t2 +R2 = R2 (1+t1/t2)
Q=U^2/R *t12 = U^2/ (R2 (1+t1/t2)) *t12
Q=U^2/R2 *t2
приравняем
U^2/ (R2 (1+t1/t2)) *t12 = U^2/R2 *t2
1/ (1+t1/t2) *t12 = t2
t12 = t2 *(1+t1/t2) = 40*(1+10/40)= 50 мин  
параллельно 
1/R = 1/R1 +1/R2 ;
R = (R1*R2)/(R1+R2) = (R2 t1/t2*R2)/( R2 t1/t2+R2) =(R2*t1/t2)/(t1/t2+1)
Q=U^2/R *Т12 = U^2/ ((R2*t1/t2)/(t1/t2+1)) *Т12
Q=U^2/R2 *t2
приравняем
U^2/ ((R2*t1/t2)/(t1/t2+1)) *Т12  = U^2/R2 *t2
1/ (t1/t2)/(t1/t2+1)) *Т12  = t2
T12 = t2 *(t1/t2)/(t1/t2+1) = t1/(t1/t2+1)=10/(10/40+1)= 8 мин
ответ
при последовательном  50 мин
при параллельном           8 мин