Электрический чайник нагревает 2 л воды от 10 до 100 градусов за 7 минут. Какова длина никелиновой проволоки, из которой изготовлен нагревательный элемент? Площадь сечения проволоки равна 0,63 мм^2, КПД чайника 80%, напряжение в сети 220 В. удельная теплоемкость воды 4,2 кДж/(кг*К)

Предыдущий
вопрос Следующий
вопрос

Для рассчета длины никелиновой проволоки нам сначала нужно найти количество тепла, необходимое для нагрева 2 л воды от 10 до 100 градусов.

m = V p = 2 кг
Q = m c ΔT = 2 4,2 * (100-10) = 756 кДж

Теперь найдем мощность электрического чайника:
P = Q / t = 756 / (7 * 60) = 1,8 кВт

Так как КПД чайника 80%, то мощность нагревательного элемента равна:
P = P_наг / КПД
P_наг = P / КПД = 1,8 / 0,8 = 2,25 кВт

Считаем ток:
P = U * I
I = P / U = 2,25 / 220 = 0,01023 А

Рассчитываем сопротивление нагревательного элемента:
R = U / I = 220 / 0,01023 = 21506,21 Ом

Найдем длину проволоки:
ρ = R S / L => L = R S / ρ = 21506,21 0,00063 / 6,99 10^-7 = 194,68 м

Итак, длина никелиновой проволоки, из которой изготовлен нагревательный элемент составляет 194,68 м.