Электрический кипятильник со спиралью сопротивлением 150 Ом перемещён сосуд содержащий воду массой 0,5 кг при температуре 20 °C иЭлектрический кипятильник со спиралью…
Электрический кипятильник со спиралью сопротивлением 150 Ом перемещён сосуд содержащий воду массой 0,5 кг при температуре 20 °C иЭлектрический кипятильник со спиралью сопротивлением 150 Ом перемещён сосуд содержащий воду массой 0,5 кг при температуре 20 °C и включён в сеть напряжением 220 В через 30 через спираль выключили сколько граммов воды выкипела если коэффициент полезного действия кипятильника 80%
Дано:
- Сопротивление спирали R = 150 Ω
- Напряжение сети V = 220 В
- Время нагрева t = 30 с
- Масса воды m = 0,5 кг
- Начальная температура T0 = 20°C
- КПД кипятильника η = 0,80
- У воды: теплоемкость c = 4184 Дж/(кг·K)
- Теплота кипения воды не учитывается отдельно, пока вода не достигла 100°C
Мощность кипятильника P = V^2 / R = 220^2 / 150 ≈ 48400 / 150 ≈ 322,7 Вт
Энергия, подведённая к воде за 30 с (учёт КПД) Электрическая энергия за время t: E_elec = P · t ≈ 322,7 × 30 ≈ 9680 Дж Энергия, полезно переданная воде: E_water = η · E_elec ≈ 0,80 × 9680 ≈ 7744 Дж
Энергия, необходимая воде для нагрева до кипения Температурный подъем до кипения: ΔT = 100 − 20 = 80 K Q_needs_to_boil = m · c · ΔT = 0,5 × 4184 × 80 ≈ 0,5 × 334720 ≈ 167360 Дж
Сравнение энергий и вывод E_water ≈ 7744 Дж значительно меньше Q_needs_to_boil ≈ 167360 Дж. Значит вода за 30 секунд не достигнет 100°C, не будет перехода в пар, и выкипа нет.
Дополнительный практический вывод
- Финальная температура воды: ΔT = E_water / (m · c) ≈ 7744 / (0,5 × 4184) ≈ 3,7 K
- Итог: новая температура ≈ 20 + 3,7 ≈ 23,7°C
- Сколько граммов воды выкипело: 0 г
Ответ: выкипела 0 граммов воды.
