Вода, яку налили в електричний чайник при температурі 12 °С, закипіла через 2 хв. Визначте масу води, якшо сила струму в нагрівальному слементі чайника 6 А, а напруга в мережі 220 В. ККД чайника 84 %.
Ответы
Відповідь:
маса води, яку налили в електричний чайник, дорівнює 3,4 кг
Пояснення:
Q = I * U * t * η
де Q - кількість теплоти, яку необхідно передати воді для закипання, I - сила струму, U - напруга, t - час, протягом якого пройде струм, η - ККД (коефіцієнт корисної дії)
Спочатку переведемо температуру води до Кельвіна (К):
12 °С + 273,15 = 285,15 К
Також переведемо час у секунди:
2 хв * 60 с/хв = 120 с
Підставимо відомі значення в формулу:
Q = 6 А * 220 В * 120 с * 0,84 = 111588 Дж
Тепер можемо визначити масу води за допомогою формули:
Q = m * c * ΔT
де m - маса, c - теплоємність води, ΔT - зміна температури (тут ΔT = 100 °С - 12 °С = 88 °С = 88 К)
Підставимо значення теплоємності води:
111588 Дж = m * 4184 Дж/кг*К * 88 К
m = 3,4 кг
------------------------------------------------------------------------------------------------------
Отже, маса води, яку налили в електричний чайник, дорівнює 3,4 кг.