Щоб визначити ККД електричного чайника, виконали дослід, під час якого за 8 хв. у чайнику нагріли 2 л води від 20ºС до кипіння. За паспортними даними, потужність чайника дорівнює 2,2 кВт. Установіть відповідність між назвою фізичної величини та її значенням

Для визначення коефіцієнта корисної дії (ККД) електричного чайника, спочатку розрахуємо кількість енергії, необхідну для нагрівання води.

Маса води: 2 л = 2000 г Початкова температура: 20ºC Температура кипіння: 100ºC Потужність чайника: 2,2 кВт = 2200 Вт Час нагрівання: 8 хв = 480 с

За формулою Q = mcΔt ми можемо знайти кількість енергії, де m - маса води, c - питома теплоємність води (4,18 Дж/(г·ºC)), Δt - зміна температури. Q = 2000 г * 4,18 Дж/(г·ºC) * (100ºC - 20ºC) = 668 800 Дж

Отже, електричний чайник витратив 668 800 Дж енергії на нагрівання води. Тепер можна розрахувати ККД, знаючи, що потужність - це кількість роботи, яку може виконати система (електричний чайник) протягом певного часу.

ККД = (відпрацьована корисна робота) / (віддана електрична енергія)

В нашому випадку, корисна робота - це робота на нагрівання води, тобто Q = 668 800 Дж. Електрична енергія = потужність * час = 2200 Вт * 480 с = 1 056 000 Дж.

ККД = 668 800 Дж / 1 056 000 Дж ≈ 0,63 (або 63%).

Отже, коефіцієнт корисної дії електричного чайника становить близько 63%.