Яку силу струму протікає через спіраль кип ятильника, якщо вона нагріває воду у посудині об ємом 2,2 л протягом

Щоб визначити силу струму, що протікає через спіраль кип"ятильника, використаємо рівняння для електричної потужності P:

$$P=UI$$

де P - електрична потужність, U - напруга, I - сила струму.

Ми знаємо, що напруга U дорівнює 220 В та коефіцієнт корисної дії ККД дорівнює 70%. ККД виражається відношенням корисної потужності до загальної потужності. Тому ми можемо використовувати наступну формулу:

$$\text{корисна потужність}=\text{потужність}\times \text{ККД}$$

Після знаходження корисної потужності, можемо визначити силу струму за допомогою формули для електричної потужності:

$$P=UI\Rightarrow I=\frac{P}{U}$$

Тому, щоб знайти силу струму I, спочатку знайдемо потужність P:

$$P=\frac{\text{об"єм води}\times \text{різниця температур}}{\text{час}}$$

Ми знаємо об"єм води (2,2 л), час (32 хв), початкову температуру (-10 °C) і кінцеву температуру. Але нам потрібно використовувати абсолютну температуру, тому перетворимо температури в кельвіни, де:

$$T_{\text{К}}=T_{\text{°C}}+273$$

Отже, кінцева температура буде:

$$T_{\text{кінцева}}=T_{\text{°C}}+273$$

Потім обчислимо різницю температур:

$$\text{різниця температур}=T_{\text{кінцева}}-T_{\text{початкова}}$$

Тепер ми можемо обчислити потужність:

$$P=\frac{\text{об"єм води}\times \text{різниця температур}}{\text{час}}$$

Після знаходження потужності P, знаходження сили струму I буде легшим:

$$I=\frac{P}{U}$$

Я заповнюю відомі дані:

Об"єм води (V) = 2,2 л = 2200 г

Час (t) = 32 хв = $32\times 60$ с = 1920 с

Початкова температура (T_початкова) = -10 °C = 263 K (перетворюємо у кельвіни)

Коефіцієнт корисної дії (ККД) = 70%

Напруга (U) = 220 В

Обчислюємо кінцеву температуру:

$$T_{\text{кінцева}}=T_{\text{початкова}}+273=263+273=536K$$

Обчислюємо різницю температур:

$$\text{різниця температур}=T_{\text{кінцева}}-T_{\text{початкова}}=536-263=273K$$

Обчислюємо потужність:

$$P=\frac{\text{V}\times \text{різниця температур}}{t}=\frac{2200\times 273}{1920}=311.875\text{Вт}$$

Обчислюємо силу струму:

$$I=\frac{P}{U}=\frac{311.875}{220}=1.416\text{А}$$

Таким чином, сила струму, що протікає через спіраль кип"ятильника, становить 1.416 А.