Определите КПД нагревательного элемента, который потребляет ток мощностью 3,4 кВт, нагревает 2,5 л воды за 6,5 минут от 10°С кипения (Удельная теплоемкость воды 4200 Дж/кг°С)

Предыдущий
вопрос Следующий
вопрос

Для расчета КПД нагревательного элемента, сначала определим, сколько энергии требуется для нагревания воды.

Масса воды: 2,5 л = 2,5 кг (приблизительно, так как плотность воды 1 кг/л)
Изменение температуры: Δt = 100°С - 10°С = 90°С

Тепловая энергия, необходимая для нагревания воды:
Q = mcΔt,
где m - масса воды, c - удельная теплоемкость воды, Δt - изменение температуры

Q = 2,5 кг 4200 Дж/кг°С 90°С = 945 000 Дж

Теперь найдем КПД нагревательного элемента, который потребляет 3,4 кВт (3,4 кВт = 3400 Вт) мощности за 6,5 минут (6,5 мин = 390 сек).

Энергия, потребляемая нагревательным элементом:
E = Pt,
где P - мощность, t - время

E = 3400 Вт * 390 с = 1 326 000 Дж

КПД нагревательного элемента можно найти по формуле:
КПД = (полученная энергия / затраченная энергия) * 100%

КПД = (945 000 Дж / 1 326 000 Дж) * 100% ≈ 71,29%

Таким образом, КПД нагревательного элемента, который потребляет ток мощностью 3,4 кВт и нагревает 2,5 л воды за 6,5 минут от 10°С кипения, составляет около 71,29%.