Электрический чайник потребляет ток силой I=5,0 А при напряжении U=220 В. Какая масса воды. нагретая до температуры кипения, выкипит в электрическом чайнике в течение промежутка…

Чтобы решить эту задачу, нам нужно сначала определить, сколько энергии электрический чайник потребляет за указанный промежуток времени, а затем выяснить, сколько воды может быть нагрето до кипения и превращено в пар.

1. Определение потребляемой энергии:

   Полная мощность электрического чайника (P) определяется по формуле: \[ P = U \times I \] Подставим данные:

   • \( U = 220 \, \text{В} \)
   • \( I = 5,0 \, \text{А} \)

   \[ P = 220 \, \text{В} \times 5,0 \, \text{А} = 1100 \, \text{Вт} \]

   Мощность в ваттах – это количество джоулей, потребляемых в секунду. Чтобы найти общее количество энергии, потребляемой чайником за 25 минут, нужно преобразовать время в секунды: \[ t = 25 \, \text{мин} = 25 \times 60 = 1500 \, \text{с} \]

   Теперь мы можем рассчитать полную потребляемую энергию (E) за этот период: \[ E = P \times t = 1100 \, \text{Вт} \times 1500 \, \text{с} = 1650000 \, \text{Дж} \]

2. Учет КПД (коэффициента полезного действия):

   Поскольку КПД чайника составляет 80% (или 0,8), реальная энергия, использованная для нагрева воды (E_эффективная), будет равна: \[ E_{\text{эффективная}} = n \times E = 0,8 \times 1650000 \, \text{Дж} = 1320000 \, \text{Дж} \]

3. Расчет массы воды, которая выкипит:

   Мы знаем, что для превращения 1 кг воды в пар необходимо 2,26 * 10^6 Дж (удельная теплота парообразования).

   Теперь, чтобы найти массу воды (m), мы используем формулу для энергии: \[ E_{\text{эффективная}} = L \times m \] где \( L = 2,26 \times 10^6 \, \text{Дж/кг} \).

   Подставляем значения: \[ 1320000 \, \text{Дж} = 2,26 \times 10^6 \, \text{Дж/кг} \times m \]

   Теперь решим это уравнение для \( m \): \[ m = \frac{1320000 \, \text{Дж}}{2,26 \times 10^6 \, \text{Дж/кг}} \approx 0,584 \, \text{кг} \]

Таким образом, масса воды, которая выкипит в электрическом чайнике за 25 минут, составляет примерно 0,584 кг.