дано:
масса воды m = 1 л = 1 кг (плотность воды 1000 кг/м³),
начальная температура воды T1 = 20 °C,
конечная температура воды T2 = 100 °C,
мощность нагревательной спирали P = 1,2 кВт = 1200 Вт,
КПД чайника η = 80 % = 0,8,
удельная теплоемкость воды c = 4186 Дж/(кг·К).
найти:
время t, необходимое для кипячения воды.
решение:
Сначала найдем изменение температуры воды ΔT:
ΔT = T2 - T1 = 100 - 20 = 80 К.
Теперь рассчитаем количество теплоты Q, необходимое для нагрева воды до кипения:
Q = m * c * ΔT.
Подставляем известные значения:
Q = 1 * 4186 * 80.
Выполним вычисления:
Q = 4186 * 80 = 334880 Дж.
Поскольку чайник имеет КПД, фактическая мощность, которая используется для нагрева воды, равна:
P_эффективная = P * η = 1200 * 0,8 = 960 Вт.
Теперь найдем время t, используя формулу:
t = Q / P_эффективная.
Подставляем известные значения:
t = 334880 / 960.
Выполним вычисления:
t ≈ 348,33 с.
ответ:
Вода в чайнике выкипит примерно через 348,33 секунды.