Consider the following situation: an electric kettle with 0.9 liters of room temperature water (19°C), without

Consider the following situation: an electric kettle with 0.9 liters of room temperature water (19°C), without an automatic shut-off function, is turned on and forgotten. Calculate the time it will take for the complete evaporation of the water, which will lead to overheating of the heating element (). Additional numerical parameters for the problem: =1000 kg/m³; =4200 J/(kg·°C); L = 2.3·106 J/kg; mains voltage 220 V; resistance of the heating element 15 Ω, efficiency 60%. Disregard the dependence of the resistance of the heating element on temperature. Round the answer to whole numbers.
Изумруд

Изумруд

Эта задача требует применения законов теплопередачи и электрических цепей. Давайте решим ее пошагово:

Шаг 1: Расчет количества теплоты, необходимого для вскипания всей воды.
Для этого нам нужно использовать формулу: Q = m * L,
где Q - количество теплоты, m - масса воды, L - удельная теплота парообразования.

m = плотность * объем,
плотность = 1000 кг/м³,
объем = 0,9 л = 0,9 дм³ = 0,9 * 10^-3 м³.

Теперь мы можем вычислить массу воды:
m = 1000 * (0,9 * 10^-3) = 0,9 кг.

Теперь используем эту массу и удельную теплоту парообразования, чтобы найти количество теплоты:
Q = 0,9 * 2,3 * 10^6 = 2,07 * 10^6 Дж.

Шаг 2: Расчет электрической мощности и времени.
Мощность (P) равна отношению потребляемой энергии к затрачиваемому времени:
P = Q / t.

Величина потребляемой мощности связана с напряжением и сопротивлением по формуле:
P = (U^2) / R,
где U - напряжение, R - сопротивление.

Зная, что напряжение равно 220 В, а ЭПРУ составляет 15 Ом, мы можем вычислить потребляемую мощность:
P = (220^2) / 15 = 3234,67 Вт.

Шаг 3: Расчет эффективной мощности и времени.
Так как эффективность равна 60%, мы можем найти эффективную мощность, умножив потребляемую мощность на 0,6:
Pэфф = P * 0,6 = 3234,67 * 0,6 = 1940,80 Вт.

Шаг 4: Расчет времени.
Теперь мы можем использовать эффективную мощность и формулу P = Q / t, чтобы найти время:
t = Q / Pэфф = 2,07 * 10^6 / 1940,80 = 1064 с.

Таким образом, время, необходимое для полного испарения воды, равно 1064 секундам или округленно 1065 секундам.
Знаешь ответ?
Задать вопрос
Привет!
hello