Каково значение КПД электрического кипятильника т, если при заданных значениях силы тока I = 4 А и напряжения U

Для начала, давайте определим, что такое КПД. КПД (кпд) или Коэффициент Полезного Действия - это величина, измеряемая в процентах, которая показывает, насколько эффективно устройство преобразует энергию. В случае с электрическим кипятильником, КПД показывает, какую долю электрической энергии, подаваемой на него, устройство использует для нагревания воды.

Так как в задаче даны значения силы тока I = 4 А и напряжения U = 220 В, мы можем использовать формулу для расчета электрической мощности (P) устройства:

\[P = I \cdot U\]

Подставляя значения, получаем:

\[P = 4 \, А \cdot 220 \, В\]

Теперь мы можем рассчитать количество переданной электрической энергии (Q). Поскольку энергия равна мощности, умноженной на время, то:

\[Q = P \cdot t\]

Подставляя значения, получаем:

\[Q = (4 \, А \cdot 220 \, В) \cdot 50 \, мин\]

Для полезной работы, всю эту энергию нужно использовать для нагревания воды. Тепловая энергия (Q1), переданная воде, может быть рассчитана через изменение температуры (Δt) и массу воды (m):

\[Q1 = c \cdot m \cdot \Delta t\]

где c - удельная теплоемкость воды. В данной задаче нам дается изменение температуры от \(t = 10 °C\) до точки кипения. То есть, \(\Delta t = t_{\text{кип}} - t\), где \(t_{\text{кип}}\) - температура точки кипения. Для воды в нормальных условиях \(t_{\text{кип}} = 100 °C\).

Так как масса воды равна \(m = 5 \, \text{кг}\), а удельная теплоемкость воды \(c = 4.18 \, \text{Дж/(г*°C)}\), мы можем рассчитать переданную тепловую энергию:

\[Q1 = 4.18 \, \text{Дж/(г*°C)} \cdot 5 \, \text{кг} \cdot (100 °C - 10 °C)\]

Теперь мы можем рассчитать КПД (η) электрического кипятильника, используя формулу:

\[\eta = \frac{Q1}{Q} \cdot 100\%\]

Подставляя значения:

\[\eta = \frac{4.18 \, \text{Дж/(г*°C)} \cdot 5 \, \text{кг} \cdot (100 °C - 10 °C)}{(4 \, \text{А} \cdot 220 \, \text{В}) \cdot 50 \, \text{мин}} \cdot 100\%\]

Теперь вычислим это значение и округлим до двух десятичных знаков, чтобы получить окончательный ответ.