Задача по физике 2л воды при температуре 20°С налили в
чайник с мощностью 600 Вти
нагревают в течении 2мин.
Определить конечную температуру
воды и КПД чайника.

Предыдущий
вопрос Следующий
вопрос

Для решения задачи воспользуемся законом сохранения энергии:

Мощность чайника: P = 600 Вт = 600 Дж/с
Время нагрева: t = 2 мин = 120 с
Масса воды: m = 2 кг
Начальная температура воды: T1 = 20°C = 293 К

Пусть конечная температура воды после нагрева равна Т2.

Запишем уравнение сохранения энергии:

P t = m c * (T2 - T1)

600 120 = 2 c * (T2 - 293)

72000 = 2 c (T2 - 293)

36000 = c * (T2 - 293)

Вода имеет удельную теплоемкость c = 4,186 Дж/(г*°C)

36000 = 4,186 2000 (T2 - 293)

36000 = 8372 * (T2 - 293)

36000 = 8372 * T2 - 2451376

8372 * T2 = 2487376

T2 = 297,02 К

Температура воды после нагрева составляет 297,02 К, что соответствует около 24,87 °C.

КПД чайника можно определить как отношение полезной работы (нагрев воды) к затраченной энергии:

КПД = (м c (T2 - T1)) / (P * t)

КПД = (2 4,186 (297,02 - 293)) / (600 * 120)

КПД = 33,48%

Таким образом, конечная температура воды составляет около 24,87 °C, а КПД чайника равен примерно 33,48%.