Дано:
V = 3 л = 0,003 м³
t1 = 18 °C = 18 + 273 = 291 К
t2 = 100 °C = 373 К
P = 800 Вт
η = 87% = 0,87
Найти:
t - время нагревания
Решение:
Для нагревания воды используем уравнение теплового баланса:
Qнаг = mcΔt
где Qнаг - количество теплоты, необходимое для нагревания воды
m - масса воды в кг
c - удельная теплоемкость воды
Δt - изменение температуры
Масса воды:
m = V * ρ
где ρ = 1000 кг/м³ - плотность воды
m = 0,003 м³ * 1000 кг/м³
m = 3 кг
Изменение температуры:
Δt = t2 - t1
Δt = 373 K - 291 K
Δt = 82 K
Количество теплоты:
Qнаг = 3 кг * 4200 Дж/(кг*К) * 82 К
Qнаг = 982 800 Дж
Электрическая энергия, необходимая для нагревания воды:
W = η * Qнаг
W = 0,87 * 982 800 Дж
W = 853 476 Дж
Время нагревания:
t = W / P
t = 853 476 Дж / 800 Вт
t = 1066,845 с
Ответ:
Время нагревания 3 л воды от 18°C до кипения при мощности 800 Вт и КПД 87% составит около 1066 с.