Ответы
Ответ:
Щоб визначити масу води, яку можна нагріти та випарувати, нам знадобиться використати закон збереження енергії.
Спочатку обчислимо електричну потужність, яку споживає електрокип'ятильник. Використаємо формулу:
P = (V^2) / R,
де P - потужність (ватт), V - напруга (вольт), R - опір (ом).
P = (220^2) / 100 = 48400 / 100 = 484 Вт.
Наступною кроком буде визначити енергію, яку споживає електрокип'ятильник за 5 хв:
E = P * t,
де E - енергія (джоуль), P - потужність (ватт), t - час (секунди).
Е = 484 * 5 * 60 = 145200 Дж.
Далі нам знадобиться теплова ємність води (C) та розглянемо процес нагрівання та випаровування окремо.
Нагрівання води до кипіння:
Q1 = m * C * ΔT,
де Q1 - тепло, необхідне для нагрівання води до кипіння (Дж), m - маса води (кг), C - теплова ємність води (4186 Дж/кг∙°C), ΔT - зміна температури (°C).
ΔT = 100 - 20 = 80 °C.
Q1 = m * 4186 * 80.
Випаровування води:
Q2 = m * Lv,
де Q2 - тепло, необхідне для випаровування води (Дж), Lv - теплота випаровування (2260000 Дж/кг).
Знаючи, що ККД (коефіцієнт корисної дії) електрокип'ятильника становить 80%, ми можемо записати:
E = Q1 + Q2,
0.8 * E = Q1 + Q2.
Тепер можемо обчислити масу води (m):
0.8 * 145200 = m * 4186 * 80 + m * 2260000.
0.8 * 145200 = m * (4186 * 80 + 2260000).
Далі вирішуємо це рівняння відносно m. Отримана велич0.8 * 145200 = m * (4186 * 80 + 2260000).
0.8 * 145200 = m * (334880 + 2260000).
0.8 * 145200 = m * 2594880.
116160 = m * 2594880.
m = 116160 / 2594880.
m ≈ 0.0447 кг (або 44.7 г).
Таким чином, маса води, яку можна нагріти та випарувати за 5 хв електрокип'ятильником, складає приблизно 44.7 грамів.