Какую массу льда, имеющего температуру t = -10 градусов Цельсия, можно растопить за время t = 10 мин в электрокипятильнике, работающем от сети напряжением U = 220 В при силе тока I = 3 А? коэффициент полезного действия электрокипятильника η = 80%. Удельная теплоемкость льда с = 2,1 * 10^3 Дж/(кг * К), удельная теплота плавления льда λ = 3,35 * 10^5 Дж/кг.

Предыдущий
вопрос Следующий
вопрос

Для расчета количества энергии, необходимой для растопки льда, воспользуемся формулой:

Q = m λ + m c * ΔT

где Q - количество теплоты, необходимое для растопки льда, m - масса льда, λ - удельная теплота плавления льда, c - удельная теплоемкость льда, ΔT - изменение температуры.

Известно, что ΔT = 0 (так как лед при температуре -10 градусов Цельсия уже в пределах температуры плавления), поэтому формула упрощается до:

Q = m * λ

Теперь найдем количество энергии, которое выделится в виде тепла в электрокипятильнике за время t:

W = U I t

Учитывая коэффициент полезного действия η, количество теплоты, использованное для растопки льда, можно выразить как:

Q = η * W

Теперь подставим все известные данные:

η U I t = m λ

Подставляем значения:

0.8 220 3 10 60 = m 3.35 10^5

m = 0.8 220 3 10 60 / (3.35 * 10^5) = 1.35 кг

Итак, масса льда, которую можно растопить за 10 минут в электрокипятильнике, составляет 1.35 кг.