Какова сила тока, проходящего через нагреватель, если при напряжении в сети 220 В он может вскипятить 2 литра воды за 3 минуты при начальной температуре воды 20 градусов Цельсия и КПД нагревателя?
Yaguar
Чтобы решить эту задачу, нам потребуется использовать формулу для расчета мощности, связанной с нагреванием воды. Сначала найдем количество тепла, необходимое для вскипания 2 литров воды.
1. Найдем изменение теплоты воды по формуле:
\[\Delta Q = m \cdot c \cdot \Delta T\]
где:
\(\Delta Q\) - изменение теплоты
\(m\) - масса воды
\(c\) - удельная теплоемкость воды
\(\Delta T\) - изменение температуры
Масса воды равна 2 кг (так как 1 литр воды весит 1 кг), удельная теплоемкость воды равна 4,186 Дж/град., а изменение температуры равно разности между конечной и начальной температурой воды:
\[\Delta T = 100 - 20 = 80\, ^\circ C\]
Подставим значения в формулу и найдем изменение теплоты:
\[\Delta Q = 2 \cdot 4,186 \cdot 80 = 669.76\, Дж\]
2. Теперь найдем мощность, используя формулу:
\[P = \frac{\Delta Q}{t}\]
где:
\(P\) - мощность
\(\Delta Q\) - изменение теплоты
\(t\) - время, за которое происходит нагревание
В нашем случае, время нагревания составляет 3 минуты, что равно 180 секундам. Подставим значения в формулу и найдем мощность:
\[P = \frac{669.76}{180} = 3.721\, Вт\]
3. И, наконец, найдем силу тока через нагреватель, используя формулу:
\[I = \frac{P}{U}\]
где:
\(I\) - сила тока
\(P\) - мощность
\(U\) - напряжение в сети
Напряжение в сети составляет 220 В. Подставим значения в формулу и найдем силу тока:
\[I = \frac{3.721}{220} = 0.0169\, А\]
Таким образом, сила тока, проходящего через нагреватель, составляет примерно 0.0169 Ампер.
1. Найдем изменение теплоты воды по формуле:
\[\Delta Q = m \cdot c \cdot \Delta T\]
где:
\(\Delta Q\) - изменение теплоты
\(m\) - масса воды
\(c\) - удельная теплоемкость воды
\(\Delta T\) - изменение температуры
Масса воды равна 2 кг (так как 1 литр воды весит 1 кг), удельная теплоемкость воды равна 4,186 Дж/град., а изменение температуры равно разности между конечной и начальной температурой воды:
\[\Delta T = 100 - 20 = 80\, ^\circ C\]
Подставим значения в формулу и найдем изменение теплоты:
\[\Delta Q = 2 \cdot 4,186 \cdot 80 = 669.76\, Дж\]
2. Теперь найдем мощность, используя формулу:
\[P = \frac{\Delta Q}{t}\]
где:
\(P\) - мощность
\(\Delta Q\) - изменение теплоты
\(t\) - время, за которое происходит нагревание
В нашем случае, время нагревания составляет 3 минуты, что равно 180 секундам. Подставим значения в формулу и найдем мощность:
\[P = \frac{669.76}{180} = 3.721\, Вт\]
3. И, наконец, найдем силу тока через нагреватель, используя формулу:
\[I = \frac{P}{U}\]
где:
\(I\) - сила тока
\(P\) - мощность
\(U\) - напряжение в сети
Напряжение в сети составляет 220 В. Подставим значения в формулу и найдем силу тока:
\[I = \frac{3.721}{220} = 0.0169\, А\]
Таким образом, сила тока, проходящего через нагреватель, составляет примерно 0.0169 Ампер.
Знаешь ответ?