Электрокипятильник со спиралью сопротивлением 160 Ом поместили в сосуд, содержащий 0,5 л воды при 20 °С, и включили в сеть напряжением 220 В. Через 20 мин спираль выключили. Какое количество воды выкипело, если КПД спирали 80%?

Предыдущий
вопрос Следующий
вопрос

Для начала вычислим мощность электрокипятильника:

P = U^2 / R = 220^2 / 160 = 302,5 Вт

Затем найдем количество теплоты, выделенное за 20 минут:

Q = Pt = 302,5 Вт 20 мин 60 c/мин = 363 000 Дж

Теперь найдем количество теплоты, необходимое для кипячения всей воды:

Qвсей = mcΔt, где m - масса воды, c - удельная теплоемкость воды, Δt - изменение температуры

С учетом, что удельная теплоемкость воды c = 4200 Дж/(кг*С), а изменение температуры Δt = 80 °C (температура кипения воды), получаем:

Qвсей = m 4200 80 = 336 000m Дж

Теперь найдем массу выкипевшей воды:

Q / Qвсей = 363 000 / 336 000m = 0,8

Отсюда m = 363 000 / (336 000 * 0,8) = 1,35 кг

Таким образом, выкипело 1,35 кг воды.