4.2. Потужність двигуна підйомника становить 8 кВт. Вантаж якої маси він підніме
на висоту 20 м за 1 хв? Втратами енергії можна знехтувати.​

Дано:

P = 2 кВт

t = 5 мин.

t°1 = 10 °C

t°2 = 30 °C

c = 4200 кг*°C

р = 1000 кг/м3

Найти:

n = ?

КПД нагревателя равно процентному отношению полезной работы нагревателя к затраченной им работе, т.е.:

n = A полезная / А затраченная * 100%

Полезная работа - это количество теплоты, которое нужно для нагрева 1-го литра воды на 20 °C:

dt° = 30 - 10 = 20 °C

1 литр = 0,001 м3

m = p*V = 1000 * 0,001 = 1 кг

А полезная = Q = c*m*dt° = 4200 * 1 * 20 = 84000 Дж

Затраченная нагревателем работа равна количеству теплоты, которое выделил нагреватель, то есть, она равна работе электрического тока:

5 мин. = 60 * 5 = 300 с

2 кВт = 2000 Вт

А затраченная = Q = P*t = 2000 * 300 = 600000 Дж

Остаётся только подставить найденные значения в главную формулу:

n = A полезная / А затраченная * 100% = 84000 / 600000 * 100% = 14%

ответ: КПД нагревателя равен 14%.