Для расчета КПД (коэффициента полезного действия) плитки нужно сначала найти количество теплоты, которое было подведено к льду и воде, и количество теплоты, которое было потеряно. Затем, используя эти значения, мы сможем найти КПД.
Рассчитаем количество теплоты, подведенное к льду: Q1 = m * c * ΔT где m - масса льда (в килограммах), c - удельная теплоемкость льда (в Дж/(кг*°C)), ΔT - изменение температуры льда (в °C).
m = 696 г = 0.696 кг c = 2100 Дж/(кг*°C) ΔT = 0 градусов (лед переходит в воду при 0°C)
Q1 = 0.696 * 2100 * 0 = 0 Дж
Рассчитаем количество теплоты, подведенное к воде: Q2 = m * c * ΔT где m - масса воды (в килограммах), c - удельная теплоемкость воды (в Дж/(кг*°C)), ΔT - изменение температуры воды (в °C).
m = 21 г = 0.021 кг c = 4200 Дж/(кг*°C) ΔT = 100 градусов (вода нагревается до кипения при 100°C)
Q2 = 0.021 * 4200 * 100 = 8820 Дж
Рассчитаем количество теплоты, затраченное на плавление льда: Q3 = m * L где m - масса льда, L - удельная теплота плавления льда (в Дж/кг).
m = 696 г = 0.696 кг L = 330000 Дж/кг
Q3 = 0.696 * 330000 = 229080 Дж
Рассчитаем количество теплоты, затраченное на испарение воды: Q4 = m * L где m - масса испаренной воды (в килограммах), L - удельная теплота парообразования воды (в Дж/кг).
m = 21 г = 0.021 кг L = 2260000 Дж/кг
Q4 = 0.021 * 2260000 = 47460 Дж
Рассчитаем количество теплоты, переданное плитке: Qп = P * t где P - мощность плитки (в ваттах), t - время нагревания (в секундах).
P = 1011 Вт t = 48 мин * 60 сек/мин = 2880 сек
Qп = 1011 * 2880 = 2916480 Дж
Посчитаем потерю теплоты: потеря = Q1 + Q2 + Q3 + Q4 - Qп
потеря = 0 + 8820 + 229080 + 47460 - 2916480 = -2590120 Дж
Так как в данном случае есть потеря теплоты, то КПД невозможно рассчитать.