Электрический нагреватель за 20 минут доводит до кипения 3 кг воды, начальная температура которой 10°. Сила тока в нагревателе 7 Ампер, напряжение в сети 220 Вольт. Какая часть…

Чтобы разобраться с этой задачей, давайте последовательно решим её шаг за шагом.

Шаг 1: Найдите количество энергии, необходимое для нагрева воды

Для нагрева воды от 10°C до температуры кипения (100°C) используется формула:

\[ Q_{\text{нагрев}} = m \cdot c \cdot \Delta T \]

где:

• \( m = 3 \) кг — масса воды,
• \( c = 4200 \) Дж/(кг·°C) — удельная теплоёмкость воды,
• \( \Delta T = 100° - 10° = 90° \) — изменение температуры.

Подставим значения в формулу:

\[ Q_{\text{нагрев}} = 3 \cdot 4200 \cdot 90 = 1134000 \text{ Дж} \]

Шаг 2: Рассчитайте энергию, потребляемую нагревателем

Энергия, потребляемая нагревателем, определяется по формуле:

\[ Q_{\text{потребляемая}} = U \cdot I \cdot t \]

где:

• \( U = 220 \) В — напряжение,
• \( I = 7 \) А — сила тока,
• \( t = 20 \) минут = 1200 секунд (так как 1 минута = 60 секунд).

Подставим значения в формулу:

\[ Q_{\text{потребляемая}} = 220 \cdot 7 \cdot 1200 = 1848000 \text{ Дж} \]

Шаг 3: Найдите энергию, переданную окружающей среде

Энергия, переданная окружающей среде, считается как разница между потребляемой энергией и энергией, использованной для нагрева воды:

\[ Q_{\text{окр. среда}} = Q_{\text{потребляемая}} - Q_{\text{нагрев}} \]

\[ Q_{\text{окр. среда}} = 1848000 - 1134000 = 714000 \text{ Дж} \]

Шаг 4: Рассчитываем долю энергии, переданную окружающей среде

Для определения доли энергии, переданной окружающей среде, используем отношение энергии, переданной среде к энергии, потребленной нагревателем:

\[ \text{Доля} = \frac{Q_{\text{окр. среда}}}{Q_{\text{потребляемая}}} \]

\[ \text{Доля} = \frac{714000}{1848000} \approx 0.386 \]

Таким образом, примерно 38.6% потребляемой нагревателем энергии передаётся окружающей среде.