Определите на какое напряжение рассчитан электрокипятильник, - вопрос №5085458 от DOLTONrus 14.12.2021 12:41

Question

Физика: Определите на какое напряжение рассчитан электрокипятильник, который за 5 мин нагревает 0,2 кг воды от 14 с до кипения при условии что его обмотке протекает ток 2 а. потерями энергии пренебречь ответ 120 в решение должно бытпонятным

DOLTONrus · Answer

Дано:

= 5 мин = 300 с

= 0.2 кг

= 14°C

= 100°C -- температура кипения воды

= 2 А

= 4200 Дж/(кг·°С) -- удельная теплоемкость воды

Найти:
U=?

Решение:
Чтобы нагреть воду массой

от температуры T_1

до температуры T_2

необходимо затратить количество теплоты равное:
$Q = mc \Delta T = mc(T_2 - T_1)$ .

С другой стороны, по закону Джоуля-Ленца при прохождении тока

в электрокипятельнике за время

выделяется следующее количество теплоты:
Q = IUt

.

Приравняв полученные выражения можем выразить необходимое напряжение:
$mc(T_2 - T_1) = IUt\\
U = \dfrac{mc(T_2 - T_1)}{It}$
Проведем численный расчет:
$U = \dfrac{0.2 \cdot 4200 \cdot (100-14)}{2 \cdot 300} = \dfrac{72240}{600} =120.4 \; \text{B}$

ответ: 120.4 В.