5. (4 бали) Скільки літрів води, яка має температуру 20°С, можна нагріти до 100°С за допомогою кип'ятильника опором 48 Ом, який працює 10 хв під напругою 127 в?
Ответы
Ответ:
Объяснение:
Дано:
Температура початкової води (t1) = 20°С
Температура кінцевої води (t2) = 100°С
Опір кип'ятильника (R) = 48 Ом
Час роботи кип'ятильника (t) = 10 хв = 600 с
Напруга живлення кип'ятильника (U) = 127 В
Знайти:
Об'єм води (V)
Розв'язок:
1. Визначимо потужність кип'ятильника за формулою: P = U^2 / R
P = 127^2 / 48 ≈ 337 Вт
2. Визначимо кількість теплоти, яку виділить кип'ятильник за час його роботи за формулою: Q = P * t
Q = 337 * 600 ≈ 202200 Дж
3. Визначимо масу води за формулою: Q = m * c * Δt, де c - теплоємність води, Δt - зміна температури
m = Q / (c * Δt)
c = 4,18 Дж/(град * с)
Δt = t2 - t1 = 100 - 20 = 80°С
m = 202200 / (4,18 * 80) ≈ 605 г
4. Визначимо об'єм води за формулою: V = m / ρ, де ρ - густина води при заданій температурі
ρ = 0,998 г/см³ (густина води при 20°С)
V = 605 / 0,998 ≈ 606 мл
Відповідь: Об'єм води, яку можна нагріти до 100°С за допомогою кип'ятильника, дорівнює близько 606 мл.