Електричний нагрівник опором 12 Ом приєднаний до джерела постій- ної напруги 120 В. Скільки часу потрібно для нагрівання води масою 4 кг вiд 20 до 100 °С? Втрат енергії не враховуйте.
Ответы
Відповідь:
Для визначення часу, необхідного для нагрівання води, спочатку необхідно визначити кількість енергії, яку потрібно передати воді, щоб підняти її температуру на 80 градусів:
Q = c * m * ΔT
де Q - кількість енергії, потрібна для нагрівання води, c - специфічна теплоємність води (4,18 Дж/(град.С)), m - маса води (4 кг), ΔT - зміна температури (100 °C - 20 °C = 80 °C).
Q = 4,18 Дж/(град.С) * 4 кг * 80 °C = 1331,2 кДж
Далі, можна визначити потужність електричного нагрівника за допомогою закону Ома:
P = U^2 / R
де P - потужність нагрівника, U - напруга, прикладена до нього (120 В), R - його опір (12 Ом).
P = (120 В)^2 / 12 Ом ≈ 1200 Вт
Час, необхідний для нагрівання води, можна визначити за допомогою формули:
t = Q / P
де t - час, необхідний для нагрівання води, Q - кількість енергії, потрібна для нагрівання води, P - потужність нагрівника.
t = 1331,2 кДж / 1200 Вт ≈ 1,11 години ≈ 66,7 хвилин
Пояснення: