На электроплитке мощностью 1511 Вт растопили 696 г льда сначальной температурой —24°C. Полученную воду довели до кипения, причём 34 г её обратилось в пар. Процесс нагревания длился 44 мин. Найди КПД плитки. Удельная теплота плавления льда — 330000 Дж/кг , удельная теплота парообразования воды = 2260000 Джиее, удельная теплоёмкость льда с1 = 2100 Дж °C и воды с2 — 4200 Дж/кг °C.)

Для решения задачи нам понадобятся следующие формулы:

Q1 = m1 * c1 * ΔT1 - теплота плавления льда Q2 = m2 * c2 * ΔT2 - теплота нагревания воды до кипения Q3 = m2 * Lv - теплота парообразования воды

где: Q1 - теплота, необходимая для плавления льда Q2 - теплота, необходимая для нагревания воды до кипения Q3 - теплота, необходимая для парообразования воды m1 - масса льда m2 - масса воды c1 - удельная теплоёмкость льда c2 - удельная теплоёмкость воды ΔT1 - разница температур от начальной температуры льда до 0°C ΔT2 - разница температур от 0°C до точки кипения воды Lv - удельная теплота парообразования воды

Найдем массу воды: m2 = 696 г - 34 г = 662 г = 0.662 кг

Найдем разницу температур: ΔT1 = 0°C - (-24°C) = 24°C ΔT2 = 100°C - 0°C = 100°C

Теперь можем подставить все значения в формулы и вычислить теплоты:

Q1 = 0.696 кг * 2100 Дж/кг °C * 24°C = 34992 Дж Q2 = 0.662 кг * 4200 Дж/кг °C * 100°C = 27702000 Дж Q3 = 0.662 кг * 2260000 Дж/кг = 1496120000 Дж

Теперь найдем КПД плитки с помощью формулы:

КПД = (Q1 + Q2 + Q3) / (P * t) где: P - мощность плитки t - время нагревания

P = 1511 Вт t = 44 мин = 44 * 60 с = 2640 с

КПД = (34992 Дж + 27702000 Дж + 1496120000 Дж) / (1511 Вт * 2640 с) = 15244000 Дж / 3989040 Дж = 3.824

Ответ: КПД плитки составляет 3.824 или 382.4%.