Каков кпд электрического чайника, если он нагревает 2 кг воды изначально при температуре 25°С до точки кипения

Чтобы найти КПД (коэффициент полезного действия) электрического чайника, нам необходимо сначала вычислить количество теплоты \(Q\) и количество работы \(W\), затраченные на нагрев воды. Затем мы можем использовать формулу для КПД, которая выглядит следующим образом:

\[КПД = \frac{W}{Q}\]

1. Расчет количества работы \(W\):
Мощность \(P\) чайника равна 2 кВт. Работа \(W\) равна мощности умноженной на время нагрева:

\(W = P \times t\)

Так как время нагрева дано в минутах, а мощность в кВт, необходимо преобразовать время в секунды:

\(t = 6 \times 60 = 360\) секунд

Подставляя значения в формулу, получаем:

\(W = 2 \times 360 = 720\) кДж (килоджоулей)

2. Расчет количества теплоты \(Q\):
Для этого мы должны использовать формулу теплопередачи:

\(Q = m \times c \times \Delta T\)

где:
\(m\) - масса воды (2 кг),
\(c\) - удельная теплоемкость воды,
\(\Delta T\) - изменение температуры воды.

Значение удельной теплоемкости для воды - около 4.18 кДж/(кг*°C). Что касается изменения температуры, вода должна нагреться от 25°C до точки кипения, что составляет 100 °C:

\(\Delta T = 100 - 25 = 75\) °C

Подставляя значения в формулу, получаем:

\(Q = 2 \times 4.18 \times 75 = 627\) кДж (килоджоулей)

3. Вычисление КПД:
Теперь, когда у нас есть значения \(W\) и \(Q\), мы можем найти КПД, подставив их в формулу:

\(КПД = \frac{W}{Q} = \frac{720}{627} \approx 1.15\)

КПД электрического чайника составляет примерно 1.15 или 115%.

Таким образом, КПД электрического чайника, нагревающего 2 кг воды изначально при температуре 25 °C до точки кипения за 6 минут с мощностью 2 кВт, составляет около 115%.