Електроплитка працює від мережі з напругою 220В та силі
струму в 5А та за 20 хвилин нагріває 1,5л води від 160С до
кипіння. Визначте ККД плитки.
Ответы
Ответ: 0,475
Объяснение:
Для розв'язання задачі, спочатку потрібно знайти кількість тепла, яку необхідно передати воді, щоб нагріти її до кипіння. Для цього можна скористатися формулою:
Q = mcΔT,
де Q - кількість тепла, м - маса води, c - специфічна теплоємність води, ΔT - різниця у температурі.
За умовою, маса води, яку необхідно нагріти, дорівнює 1,5 л, а це означає, що маса води дорівнює:
m = 1,5 кг.
Різниця у температурі дорівнює:
ΔT = 100 °C.
Специфічна теплоємність води при цьому можна взяти рівною:
c = 4,18 Дж/(г∙°C).
Тоді кількість тепла, яку необхідно передати воді, можна обчислити так:
Q = mcΔT = 1,5 кг * 4,18 Дж/(г∙°C) * 100 °C = 627 кДж.
Ця кількість тепла буде виділятися протягом 20 хвилин. Щоб знайти потужність, з якою електроплитка передає тепло воді, можна використати формулу:
P = Q/t,
де P - потужність, t - час.
За умовою, час дорівнює:
t = 20 хв = 1200 с.
Тоді потужність можна обчислити так:
P = Q/t = 627 кДж / 1200 с ≈ 0,5225 кВт.
ККД (коефіцієнт корисної дії) плитки можна обчислити за формулою:
η = P/Pел,
де Рел - електрична потужність, Pел = U * I.
За умовою, напруга дорівнює:
U = 220 В,
а сила струму:
I = 5 А.
Тоді електрична потужність буде:
Pел = U * I = 220 В * 5 А = 1100 Вт.
Отже, ККД плитки буде:
η = P/Pел = 0,5225 кВт / 1,100 кВт ≈ 0,475.