Каков КПД кипятильника мощностью 700 Вт, если он нагревает 1 кг воды на 40 °C за 5 минут?

Тема вопроса: КПД (Коэффициент полезного действия) кипятильника

Пояснение: КПД отражает эффективность работы устройства или системы. В данном случае, нам нужно найти КПД кипятильника мощностью 700 Вт, который нагревает 1 кг воды на 40 °C за 5 минут.

Формула для расчета КПД (η) выглядит следующим образом:
η = (полезная мощность / затраченная мощность) * 100%

Полезная мощность - это мощность, которая преобразуется в желаемый результат, в данном случае - в нагрев воды на 40 °C.
Затраченная мощность - это общая мощность, которую потребляет кипятильник для своей работы.

Для начала, нужно найти затраченную мощность. Затраченная мощность можно найти по формуле:
P = m * c * ΔT / t,
где P - затраченная мощность, m - масса воды, c - удельная теплоемкость воды, ΔT - изменение температуры, t - время.

Для воды удельная теплоемкость (c) примерно равна 4.18 Дж/(г*°C).

Подставив известные значения в формулу, получаем:
P = 1000 г * 4.18 Дж/(г*°C) * 40 °C / (5 * 60 сек) = 139.33 Вт

Теперь, используем формулу КПД:
η = (полезная мощность / затраченная мощность) * 100%
η = (700 Вт / 139.33 Вт) * 100% ≈ 502.1%

Таким образом, КПД кипятильника составляет примерно 502.1%.

Совет: Чтобы лучше понять КПД и его расчеты, рекомендуется изучить понятие работы и энергии, а также ознакомиться с основами тепловой физики.

Закрепляющее упражнение: Найдите КПД утюга, если он имеет мощность 1500 Вт и преобразует 800 Дж энергии в полезную работу.