Електрокип'ятильник із спіраллю, опір якої 160 Ом, опустили в посудину, що містить 0,5 л води при температурі 20°С, і ввімкнули в мережу напругою 220 В. Через 20 хв електрокип'ятильник вимкнули. Яка кількість води википі- ла, якщо спіраль має ККД 80 %?
Ответы
Объяснение:
Запишемо формулу для обчислення кількості енергії, необхідної для випаровування певної кількості води:
Q = m * L,
де Q - енергія, м - маса води, що випарувала, L - теплота пароутворення води.
Так як електрокип'ятильник має ККД 80%, то 20% енергії пішло на нагрівання самого електрокип'ятильника, а 80% - на нагрівання води. Тому можна записати таку рівність:
0,8 * U * I * t = m * L,
де U - напруга в мережі, I - сила струму, t - час роботи електрокип'ятильника.
Підставляємо відомі значення: U = 220 В, I = U/R, де R - опір спіралі, тому I = 220/160 = 1.375 A. Час роботи електрокип'ятильника t = 20 хв = 1200 с.
Отже, отримуємо:
0,8 * 220 * 1.375 * 1200 = m * 2260 кДж/кг.
Розв'язуємо рівняння відносно m:
m = (0,8 * 220 * 1.375 * 1200) / 2260 = 79,5 г.
Отже, випарувалося 79,5 г води.