Опеределите силу тока в кипятильнике, если, подключённный к напряжению 12В, он нагревает стакан воды от 20 до 100 °С за 5 минут. На нагрев аоды расходуется 60% энергии. Масса воды в стакане 200г.

Предыдущий
вопрос Следующий
вопрос

Для решения этой задачи нам необходимо вычислить количество переданной энергии воде, затраченное время на нагрев, а также учитывать КПД кипятильника.

Вычислим количество энергии, которое необходимо передать воде для нагрева:

Q = (mcΔT) / η,

где:
Q - количество энергии (Дж),
m - масса воды (кг),
c - удельная теплоемкость воды (4,18 кДж/кг*°С),
ΔT - изменение температуры (80 °С),
η - КПД кипятильника (0,6).

m = 200г = 0,2кг,

Q = (0,24,1880) / 0,6 = 56,08 кДж.

Переведем энергию в Дж:

Q = 56,08 * 1000 = 56080 Дж.

Рассчитаем мощность кипятильника:

P = Q / t,

где:
P - мощность (Вт),
Q - количество энергии (Дж),
t - время нагрева (сек).

t = 5 мин * 60 сек/мин = 300 сек,

P = 56080 / 300 = 187,3 Вт.

Найдем силу тока через кипятильник, подключенный к напряжению 12 В:

I = P / U,

где:
I - сила тока (А),
P - мощность (Вт),
U - напряжение (В).

I = 187.3 / 12 = 15.6 А.

Итак, сила тока в кипятильнике составляет 15.6 А.