1) Какое количество энергии необходимо затратить, чтобы 200г воды, взятой при 20 градусах, превратить в пар при 100 градусах? 2) Кипятильник нагревает 1.2кг воды от 12 градусов до кипения за 10 минут. Определите ток, потребляемый кипятильником, если он рассчитан на напряжение 200В. КПД кипятильника 90%. Удельная теплоемкость воды 4200дж

Предыдущий
вопрос Следующий
вопрос

1) Для превращения 200г воды при 20 градусах в пар при 100 градусах необходимо:

Q = m c ΔT + m * Lv

где:
m = 200г = 0,2кг (масса воды)
c = 4200Дж/(кг град) (удельная теплоемкость воды)
ΔT = 100 град - 20 град = 80 град (разница температур)
Lv = 2,26 10^6 Дж/кг (удельная теплота испарения)

Q = 0,2 4200 80 + 0,2 2,26 10^6
Q = 67200 + 452000
Q = 519200 Дж

Ответ: необходимо затратить 519200 Дж энергии.

2) Сначала определим количество теплоты, необходимое для нагрева 1.2кг воды от 12 градусов до кипения:

Q1 = m c ΔT
Q1 = 1,2 4200 (100 - 12)
Q1 = 1,2 4200 88
Q1 = 443520 Дж

Теперь найдем количество теплоты, необходимое для испарения всей воды:

Q2 = m Lv
Q2 = 1,2 10^3 2,26 10^6
Q2 = 2712000 Дж

Суммарная энергия, которую необходимо затратить:

Q = Q1 + Q2
Q = 443520 + 2712000
Q = 3155520 Дж

Поскольку КПД кипятильника равен 90%, то реальная потребляемая энергия будет:

Qр = Q / 0,9
Qр = 3155520 / 0,9
Qр = 3506244,44 Дж

Сила тока может быть найдена по формуле:

P = UI
где:
P - мощность
U - напряжение
I - сила тока

Переходя к уравнению мощности, используя уравнение КПД:

P = Qр / t
P = 3506244,44 / (10 * 60)
P ≈ 5843,74 Вт

Сила тока:

I = P / U
I = 5843,74 / 200
I ≈ 29,22 А

Ответ: сила тока, потребляемого кипятильником, составляет около 29,22 А.