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…
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.
Для решения этой задачи будем использовать формулу КПД:
КПД = (Полезная работа / Затраченная энергия) * 100%
Затраченная энергия: Сначала нужно найти затраченную энергию на плавление льда и нагревание полученной воды.
Затраченная энергия на плавление льда: Q1 = m * L, где m = 0.696 кг (масса льда) и L = 330000 Дж/кг (удельная теплота плавления льда) Q1 = 0.696 кг * 330000 Дж/кг = 229680 Дж
Затраченная энергия на нагревание полученной воды до точки кипения: Q2 = m * c * ΔT, где m = 0.696 кг (масса льда), c = 4200 Дж/(кг * °C) (удельная теплоемкость воды), ΔT = (0 - (-24)) °C (разница температур) Q2 = 0.696 кг * 4200 Дж/(кг * °C) * 24 °C = 222912 Дж
Затраченная энергия на превращение воды в пар: Q3 = m * Lv, где m = 0.021 кг (масса пара), Lv = 2260000 Дж/кг (удельная теплота парообразования воды) Q3 = 0.021 кг * 2260000 Дж/кг = 47460 Дж
Общая затраченная энергия: Q = Q1 + Q2 + Q3 = 229680 Дж + 222912 Дж + 47460 Дж = 500052 Дж
Полезная работа: Полезная работа - это мощность плитки, умноженная на время нагревания. Мощность = 1011 Вт, Время = 48 мин = 48 * 60 с = 2880 с Полезная работа = Мощность * Время = 1011 Вт * 2880 с = 2904480 Дж
КПД: КПД = (Полезная работа / Затраченная энергия) * 100% = (2904480 Дж / 500052 Дж) * 100% ≈ 580.752%
Итак, оценочное значение КПД плитки составляет примерно 580.752%.
