Скільки теплоти буде виділятися протягом 30 хвилин в електричному чайнику з опором 100 Ом, підключеному до мережі

Содержание: Расчет тепловой энергии и нагрев воды

Объяснение: Для расчета количества выделяющейся теплоты в чайнике, нам необходимо использовать закон Джоуля-Ленца, который гласит, что количество выделяющейся теплоты пропорционально продукту силы тока, квадрата сопротивления и времени:

Q = I^2 * R * t

где:
Q - количество выделяющейся теплоты (в джоулях),
I - сила тока (в амперах),
R - сопротивление (в омах),
t - время (в секундах).

Сначала необходимо перевести время в секунды. 30 минут = 30 * 60 = 1800 секунд.

Теперь рассчитаем количество выделяющейся теплоты:

Q = (220^2) * 100 * 1800

Q ≈ 871200000 Дж

Чтобы вычислить количество воды, которое может быть нагрето от 20°C до кипения, необходимо знать теплоемкость воды и изменение температуры.

Для воды, теплоемкость составляет примерно 4.18 Дж/г°C. Пусть m - масса воды в граммах.

Используем формулу:

Q = m * c * ΔT

где:
m - масса воды (в граммах),
c - теплоемкость воды (в Дж/г°C),
ΔT - изменение температуры (в °C).

Поскольку весь Q, вычисленный ранее, расходуется на нагрев воды:

m * 4.18 * (100 - 20) = 871200000

m ≈ 4,887,916 г

Совет: Внимательно следуйте формулам и убедитесь, что используете правильные величины для каждого параметра. Если у вас возникли сложности, повторите формулы и убедитесь, что вы правильно вывели все единицы измерения.

Закрепляющее упражнение: Если мы увеличим время работы чайника до 45 минут, какое количество воды сможем нагреть от 25°C до кипения? (Предполагая, что сопротивление и напряжение остаются неизменными)