На электроплите мощностью 1011 ват расстопили 696 грамм льда, с начальной температурой минус 24 градуса по цельсию. Полученную воду довели до кипения, причём 21 грамм её обратилось в пар. Процесс нагревания длился 48 минут. Найдите КПД плитки.(Удельная теплота плавления льда 330000 Джоуля делёного на килограмм, удельная теплота парообразования воды 2260000 Джоуля на килограмм, удельная теплоёмкость льда 2100 Джоулей делённое на киллограмм умноденное на градус цельсия и воды 4200 Джоулей делёное на килограмм умноженное на градус цельсия.

Question 1

Задача Задача №96653

А

Аноним

07 декабря 2023 16:55 · публичный вопрос

А

Аноним 07 декабря 2023 16:55

На электроплите мощностью 1011 ват расстопили 696 грамм льда, с начальной температурой минус 24 градуса по цельсию. Полученную воду довели до кипения, причём 21 грамм её обратилось в пар. Процесс нагревания длился 48 минут. Найдите КПД плитки.(Удельная теплота плавления льда 330000 Джоуля делёного на килограмм, удельная теплота парообразования воды 2260000 Джоуля на килограмм, удельная теплоёмкость льда 2100 Джоулей делённое на киллограмм умноденное на градус цельсия и воды 4200 Джоулей делёное на килограмм умноженное на градус цельсия.

Answer

Для решения задачи, найдем сначала количество теплоты, которое было необходимо, чтобы расстопить лед:

Q_1 = m_1 * L_1, где Q_1 - количество теплоты (Дж), m_1 - масса льда (кг), L_1 - удельная теплота плавления льда (Дж/кг).

m_1 = 696 г / 1000 = 0.696 кг, L_1 = 330000 Дж/кг.

Q_1 = 0.696 кг * 330000 Дж/кг = 229680 Дж.

Теперь найдем количество теплоты, необходимое для нагревания расплавленной воды до кипения:

Q_2 = m_2 * c_2 * ΔT_2, где Q_2 - количество теплоты (Дж), m_2 - масса воды (кг), c_2 - удельная теплоемкость воды (Дж/(кг*°C)), ΔT_2 - изменение температуры воды (°C).

m_2 = 0.696 кг + 0.021 кг = 0.717 кг, c_2 = 4200 Дж/(кг*°C), ΔT_2 = 100°C (так как вода нагревается от точки плавления до кипения).

Q_2 = 0.717 кг * 4200 Дж/(кг*°C) * 100°C = 3011400 Дж.

Наконец, найдем количество теплоты, необходимое для превращения 21 г воды в пар:

Q_3 = m_3 * L_3, где Q_3 - количество теплоты (Дж), m_3 - масса воды, превращенной в пар (кг), L_3 - удельная теплота парообразования воды (Дж/кг).

m_3 = 21 г / 1000 = 0.021 кг, L_3 = 2260000 Дж/кг.

Q_3 = 0.021 кг * 2260000 Дж/кг = 47460 Дж.

Теперь найдем общее количество теплоты, которое было использовано:

Q_total = Q_1 + Q_2 + Q_3 = 229680 Дж + 3011400 Дж + 47460 Дж = 3295540 Дж.

Так как процесс нагревания длился 48 минут, найдем мощность плитки:

P = Q_total / t, где P - мощность (Вт), Q_total - общее количество теплоты (Дж), t - время нагревания (с).

t = 48 мин * 60 с/мин = 2880 с.

P = 3295540 Дж / 2880 с = 1141828 Вт.

Теперь найдем КПД (КПД - коэффициент полезного действия):

η = P_effective / P_total, где η - КПД, P_effective - полезная мощность (Вт), P_total - общая мощность (Вт).

P_total = 1011 Вт, P_effective = 0.021 кг * 2260000 Дж/кг * 100°C / 2880 с = 157275 Дж/с = 157275 Вт.

η = 157275 Вт / 1011 Вт ≈ 0.1556.

Ответ: КПД плитки составляет примерно 0.1556 или 15.56%.

Question 2

На электроплите мощностью 1011 ват расстопили 696 грамм льда, с начальной температурой минус 24 градуса по цельсию. Полученную воду довели до кипения, причём 21 грамм её обратилось в пар. Процесс нагревания длился 48 минут. Найдите КПД плитки.(Удельная теплота плавления льда 330000 Джоуля делёного на килограмм, удельная теплота парообразования воды 2260000 Джоуля на килограмм, удельная теплоёмкость льда 2100 Джоулей делённое на киллограмм умноденное на градус цельсия и воды 4200 Джоулей делёное на килограмм умноженное на градус цельсия.

Answer

Для решения задачи, найдем сначала количество теплоты, которое было необходимо, чтобы расстопить лед: Q_1 = m_1 * L_1, где Q_1 - количество теплоты (Дж), m_1 - масса льда (кг), L_1 - удельная теплота плавления льда (Дж/кг). m_1 = 696 г / 1000 = 0.696 кг, L_1 = 330000 Дж/кг. Q_1 = 0.696 кг * 330000 Дж/кг = 229680 Дж. Теперь найдем количество теплоты, необходимое для нагревания расплавленной воды до кипения: Q_2 = m_2 * c_2 * ΔT_2, где Q_2 - количество теплоты (Дж), m_2 - масса воды (кг), c_2 - удельная теплоемкость воды (Дж/(кг*°C)), ΔT_2 - изменение температуры воды (°C). m_2 = 0.696 кг + 0.021 кг = 0.717 кг, c_2 = 4200 Дж/(кг*°C), ΔT_2 = 100°C (так как вода нагревается от точки плавления до кипения). Q_2 = 0.717 кг * 4200 Дж/(кг*°C) * 100°C = 3011400 Дж. Наконец, найдем количество теплоты, необходимое для превращения 21 г воды в пар: Q_3 = m_3 * L_3, где Q_3 - количество теплоты (Дж), m_3 - масса воды, превращенной в пар (кг), L_3 - удельная теплота парообразования воды (Дж/кг). m_3 = 21 г / 1000 = 0.021 кг, L_3 = 2260000 Дж/кг. Q_3 = 0.021 кг * 2260000 Дж/кг = 47460 Дж. Теперь найдем общее количество теплоты, которое было использовано: Q_total = Q_1 + Q_2 + Q_3 = 229680 Дж + 3011400 Дж + 47460 Дж = 3295540 Дж. Так как процесс нагревания длился 48 минут, найдем мощность плитки: P = Q_total / t, где P - мощность (Вт), Q_total - общее количество теплоты (Дж), t - время нагревания (с). t = 48 мин * 60 с/мин = 2880 с. P = 3295540 Дж / 2880 с = 1141828 Вт. Теперь найдем КПД (КПД - коэффициент полезного действия): η = P_effective / P_total, где η - КПД, P_effective - полезная мощность (Вт), P_total - общая мощность (Вт). P_total = 1011 Вт, P_effective = 0.021 кг * 2260000 Дж/кг * 100°C / 2880 с = 157275 Дж/с = 157275 Вт. η = 157275 Вт / 1011 Вт ≈ 0.1556. Ответ: КПД плитки составляет примерно 0.1556 или 15.56%.