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:

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

Обчислюємо різницю температур:

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

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.