Дано:
Сопротивление обмотки чайника R = 20 Ω
Объем воды V = 5 л = 0.005 м^3
Напряжение U = 200 В
КПД чайника η = 0.80
Массовая доля воды, которая должна выпариться m = 15%
Найти:
Время, через которое выпарится 15% воды из чайника
Решение:
1. Найдем сопротивление обмотки чайника по закону Ома:
I = U / R, где I - сила тока
I = 200 / 20 = 10 A
2. Мощность P, выделяющаяся в нагревателе:
P = U * I = 200 * 10 = 2000 W
3. Энергия E, необходимая для испарения 15% воды:
E = m * L, где L - удельная теплота испарения воды (L = 2260000 J/kg)
4. Масса воды, которая должна испариться:
m = 0.15 * 5 кг = 0.75 кг
5. Теплота, необходимая для испарения 15% воды:
Q = m * L = 0.75 * 2260000 = 1695000 J
6. Время t, через которое выпарится 15% воды:
P = Q / t,
t = Q / P = 1695000 / 2000 = 847.5 s
Ответ:
Через приблизительно 847.5 секунд (или около 14 минут) из чайника выпарится 15% воды, если подключить чайник в сеть с напряжением 200 В и учитывая коэффициент полезного действия чайника 80%.