Какой объем воды выкипит в электрическом чайнике с коэффициентом полезного действия 80%, если затрачивается ток силой

Тема: Вычисление объема выкипевшей воды в электрическом чайнике

Описание: Для решения данной задачи, мы будем использовать закон сохранения энергии и формулу для вычисления количества теплоты. Сначала найдем полную затраченную мощность при учете коэффициента полезного действия:

P = U * I, где P - мощность (Вт), U - напряжение (В), I - сила тока (А).
P = 220 В * 5,0 А = 1100 Вт

Затем найдем энергию, которая была затрачена за 25 минут:

E = P * t, где E - энергия (Вт*с), t - время (секунды).
E = 1100 Вт * 25 мин * 60 сек/мин = 1650000 Дж

Теперь, учитывая коэффициент полезного действия:

Eполезная = Кп * E, где Eполезная - полезная энергия, Кп - коэффициент полезного действия.
Eполезная = 0,8 * 1650000 Дж = 1320000 Дж

Наконец, найдем массу выкипевшей воды, используя удельную теплоту парообразования:

m = Eполезная / q, где m - масса (кг), q - удельная теплота парообразования (Дж/кг).
m = 1320000 Дж / (2,26*10^6 Дж/кг) = 0,5841 кг

Таким образом, объем выкипевшей воды составит 584,1 мл.

Доп. материал: Найдите объем воды, которая выкипит в электрическом чайнике с коэффициентом полезного действия 75%, если затрачивается ток силой 4,5 А при напряжении 230 В в течение 30 минут.

Совет: Для лучшего понимания темы электроэнергии и энергетических преобразований, рекомендуется ознакомиться с понятиями мощности, напряжения, силы тока и законом сохранения энергии. Также важно запомнить формулу для вычисления количества теплоты - Q = m * c * ΔT, где Q - количество теплоты, m - масса, c - удельная теплоемкость, ΔT - изменение температуры.

Дополнительное задание: Рассчитайте объем выкипевшей воды в электрическом чайнике, если коэффициент полезного действия составляет 90%, затрачивается ток силой 6,0 А при напряжении 240 В в течение 20 минут. Удельная теплота парообразования воды равна 2,0*10^6 Дж/кг.