Электрический чайник потребляет ток силой L=5,0 А при напряжении U=220 В. Какая масса воды. нагретая...

Для решения задачи необходимо сначала определить, сколько тепла выделяет электрический чайник за указанное время, а затем вычислить, какая масса воды может испариться с учетом коэффициента полезного действия.

1. Определение мощности чайника:

Мощность ( P ) можно вычислить через ток и напряжение:

[ P = U \times I = 220 \, \text{В} \times 5,0 \, \text{А} = 1100 \, \text{Вт} ]

1. Определение энергии, выделяемой чайником за 25 минут:

Энергия ( Q ), выделяемая чайником за время ( t ), равна произведению мощности на время:

[ t = 25 \, \text{мин} = 25 \times 60 \, \text{с} = 1500 \, \text{с} ]

[ Q = P \times t = 1100 \, \text{Вт} \times 1500 \, \text{с} = 1\,650\,000 \, \text{Дж} ]

1. Учет коэффициента полезного действия:

С учетом КПД, полезная энергия ( Q_{\text{полезная}} ), идущая на испарение воды, составит:

[ Q_{\text{полезная}} = \eta \times Q = 0,80 \times 1\,650\,000 \, \text{Дж} = 1\,320\,000 \, \text{Дж} ]

1. Вычисление массы испарившейся воды:

Используем формулу для вычисления массы испарившейся воды, зная удельную теплоту парообразования ( L = 2,26 \times 10^6 \, \text{Дж/кг} ):

[ m = \frac{Q_{\text{полезная}}}{L} = \frac{1\,320\,000 \, \text{Дж}}{2,26 \times 10^6 \, \text{Дж/кг}} \approx 0,584 \, \text{кг} ]

Таким образом, масса воды, которая выкипит, составляет примерно 0,58 кг.

Для решения данной задачи нам необходимо определить количество теплоты, которое передается воде в чайнике за время t=25 мин.

Q = Pt, где P - мощность чайника, равная P = UI = 220 В * 5,0 А = 1100 Вт

Q = 1100 Вт 25 мин 60 сек = 165000 Дж

Поскольку коэффициент полезного действия n=80%, то количество теплоты, которое передается воде, будет равно Q' = nQ = 0,8165000 Дж = 132000 Дж

Далее, используя удельную теплоту парообразования воды L=2,26*10^6 Дж/кг, мы можем определить массу воды, которая выкипит:

m = Q' / L = 132000 Дж / 2,26*10^6 Дж/кг = 0,0584 кг = 0,58 кг

Итак, масса воды, нагретая до температуры кипения, выкипит в электрическом чайнике в течение промежутка времени t=25 мин, составит 0,58 кг.

Для решения данной задачи нам необходимо найти количество теплоты, которое передается воде из-за работы электрического чайника. Это можно найти по формуле:

Q = P * t,

где P - мощность чайника, равная произведению напряжения на силу тока (P = U * I), t - время работы чайника.

P = 220 В * 5,0 А = 1100 Вт = 1100 Дж/с.

Q = 1100 Дж/с 25 мин 60 с/мин = 1650000 Дж.

Теперь найдем, сколько теплоты нужно для нагревания и испарения воды:

Q_нагрев = m c ΔT, где m - масса воды, c - удельная теплоемкость воды, ΔT - изменение температуры.

Q_испарение = m * L, где L - удельная теплота парообразования.

С учетом коэффициента полезного действия, количество переданной теплоты будет равно:

Q_полезная = n * (Q_нагрев + Q_испарение).

Подставляем известные значения:

1650000 Дж = 0,8 (m 4186 Дж/(кг°C) 100°C + m * 2260000 Дж/кг).

1650000 Дж = 3348,8m + 1808000m.

1650000 Дж = 1811348,8m.

m = 1650000 Дж / 1811348,8 = 0,91 кг.

Таким образом, масса воды, выкипевшей в электрическом чайнике за 25 минут при заданных условиях, составит около 0,91 кг. С учетом округления и коэффициента полезного действия, ответ будет примерно 0,58 кг.