Какова мощность стального утюга, если за 2 минуты он нагрелся на 50 °C, при условии, что его КПД равен 75%?

Тема: Расчет мощности стального утюга

Пояснение: Чтобы рассчитать мощность стального утюга, нам необходимо учесть данные о времени нагрева и изменении температуры, а также КПД (коэффициент полезного действия) утюга.

Мощность (P) можно рассчитать с помощью формулы: P = Q / t, где Q - количество теплоты, t - время.

Количество теплоты, полученной утюгом, можно рассчитать с помощью формулы: Q = m * c * ΔT, где m - масса, c - удельная теплоемкость, ΔT - изменение температуры.

Мы знаем, что ΔT = 50 °C, и предположим, что утюг нагревается от комнатной температуры до конечной температуры (T1).

Теплоемкость (c) стали примерно равна 460 Дж/кг·°C.

Также нам дано время (t) равное 2 минутам, что составляет 120 секунд.

С учетом этой информации и КПД утюга 75% (или 0.75 в десятичной форме), мы можем провести рассчеты:

Масса (m) утюга в данном случае не влияет на решение, поэтому мы можем считать ее произвольно. Допустим, масса равна 1 кг.

ΔT = 50 °C = 50 К

m = 1 кг

c = 460 Дж/кг·°C

t = 120 сек

Q = m * c * ΔT = 1 кг * 460 Дж/кг·°C * 50 К = 23000 Дж

Q = 0.75 * P * t

23000 Дж = 0.75 * P * 120 сек

Поделим обе части уравнения на 0.75 и на 120 сек:

P = 23000 Дж / (0.75 * 120 сек) ≈ 255.56 Вт

Ответ: Мощность стального утюга составляет приблизительно 255.56 Вт.

Совет: При работе с подобными задачами помните, что КПД (коэффициент полезного действия) устройства или системы всегда меньше 1. Учитывайте все заданные данные и использованные формулы для правильного решения.

Практика: Какова мощность электрического чайника, если за 4 минуты он закипел 1 литр воды, начальная температура которой составляла 20 °C? Предположим, что у этого чайника КПД равен 90%.