Визначте опір нагрівника, за до якого можна за 10 хв довести до кипіння 2 кг води, взятої за температури 10ºС. Напруга в мережі дорівнює 220 В, ККД нагрівника !!

30,9 Ом

Объяснение:

Для решения данной задачи, мы можем использовать уравнение теплового баланса.

Мощность, необходимая для нагревания воды до кипения, может быть вычислена с следующего уравнения:

P = (m * c * ΔT) / t,

где P - мощность (опор ваттах),

m - масса воды (килограммах),

c - удельная теплоемкость воды (4,186 Дж/г*°C),

ΔT - изменение температуры (в данном случае от 10°C до 100°C, то есть 90°C),

t - время нагревания (10 минут = 600 секунд).

КПД нагревателя (η) составляет 80%, что означает, что только 80% энергии, потребляемой нагревателем, используется для нагревания воды. Поэтому мощность нагревателя (P_n) может быть вычислена как:

P_n = P / η.

Мощность равна произведению напряжения (V) на силу тока (I):

P = V * I.

Таким образом, опор нагревателя (R) можно вычислить, используя формулу:

R = V^2 / P_n.

Итак, давайте вычислим опор нагревателя:

1. Вычислим мощность, необходимую для нагревания воды:

m = 2 кг = 2000 г,

c = 4,186 Дж/г*°C,

ΔT = 90°C,

t = 600 сек.

P = (2000 * 4.186 * 90) / 600 = 1251,6 Вт.

2. Вычислим мощность нагревателя:

η = 80% = 0,8.

P_n = P / η = 1251,6 / 0,8 = 1564,5 Вт.

3. Вычислим опор нагревателя:

V = 220 В.

R = V^2 / P_n = 220^2 / 1564,5 = 30,9 Ом.

Таким образом, опор нагревателя, необходимого для нагревания 2 кг воды до кипения за 10 минут при напряжении 220 В и КПД 80%, составляет около 30,9 Ом.