Вода, яку налили в електричний чайник при температурі 21°С, закипіла через 4,5 хв. Визнач масу води, якщо сила струму в нагрівальному елементі чайника 14А, а напруга в мережі 238В. ККД нагрівника 79 %. Питома теплоємність води с=4200 Джкг⋅К Відповідь заокругли до сотих.
Ответы
Відповідь:
Маса води, яку налили в електричний чайник, становить 55,4 грам
Пояснення:
потрібно знайти кількість теплоти, яку нагрівник передав воді:
Q = P * t * η де P - потужність нагрівника, t - час, протягом якого вода закипіла, η - коефіцієнт корисної дії (ККД) нагрівника.
P = U * I, де U - напруга в мережі, I - сила струму в нагрівальному елементі.
P = 238 В * 14 А = 3332 Вт
t = 4,5 хв = 4,5 / 60 хв = 0,075 год
η = 0,79
Q = 3332 Вт * 0,075 год * 0,79 = 187,08 кДж
Далі потрібно знайти масу води, яка отримала цю кількість теплоти:
Q = m * c * ΔT де m - маса води, c - її питома теплоємність, ΔT - різниця температур.
c = 4200 Джкг⋅К
Температура води під час закипання становить 100°С, а початкова - 21°С. Тому:
ΔT = 100°С - 21°С = 79°С
Q = m * c * ΔT 187,08 кДж = m * 4200 Джкг⋅К * 79 К
m = 187,08 кДж / (4200 Джкг⋅К * 79 К) = 0,0554 кг або 55,4 грами (до сотих грама).
Отже, маса води, яку налили в електричний чайник, становить 55,4 грам.