Электрический кипятильник со спиралью сопротивлением 160 Ом поместили в сосуд,содержащий 0,5 кг воды при 20 градусах ,и включили в сеть напряжением 220 B. Через 20 минут кипятильник отключили. Сколько воды выкипело, если КПД спирали 80%

Предыдущий
вопрос Следующий
вопрос

Для решения этой задачи нам необходимо воспользоваться формулой для расчета количества теплоты, необходимой для кипения воды:

Q = mcΔt,

где Q - количество теплоты, необходимое для испарения воды,
m - масса воды,
c - удельная теплоемкость воды,
Δt - изменение температуры.

Для испарения воды потребуется 2260 кДж/кг или 2260Дж/г.

Найдем количество теплоты, выделяющееся при работе кипятильника:

P = UI,

где P - мощность кипятильника,
U - напряжение,
I - сила тока.

P = 220 В * I,
I = P / 220 В.

Зная, что КПД спирали 80%, можно найти количество энергии, потраченной на кипячение воды за 20 минут:

E = Pt,
где Е - энергия,
t - время.

E = P 20 минут = P 1200 с.

Теперь можем найти массу испарившейся воды:
m = E / Q.

Например, если мощность кипятильника составляет 100 Вт, то I = 100 Вт / 220 В = 0,45 А.

В данном случае количество испарившейся воды будет составлять:
E = 100 Вт * 1200 с = 120 кДж = 120 000 Дж
m = 120 000 Дж / 2260 Дж/г = 53,1 г.

Таким образом, за 20 минут выкипело около 53,1 г воды.