Дано:
Объем воды V = 2 л = 0.002 м^3
Температура начальная T_1 = 20 °C = 293 K
Температура кипения воды T_кип = 100 °C = 373 K
Время нагрева t = 10 мин = 600 с
Удельная теплоемкость воды c = 4200 Дж/(кг·K)
КПД электрочайника η = 80% = 0.8
Найти:
Мощность электрочайника в кВт
Решение:
Для нагревания воды до кипения используется формула теплового баланса:
Q = mcΔT, где
m = ρV - масса воды,
ΔT = T_кип - T_1 - изменение температуры,
Q - тепловая энергия для нагрева.
Подставляем значения и находим тепловую энергию для нагрева:
ΔT = 373 K - 293 K = 80 K
m = ρV = 1000 кг/м^3 × 0.002 м^3 = 2 кг
Q = 2 кг × 4200 Дж/(кг·K) × 80 K = 672000 Дж
Мощность электрочайника можно рассчитать по формуле:
P = Q/t
Подставляем значения и находим мощность:
P = 672000 Дж / 600 с = 1120 Вт
Учитывая КПД электрочайника, итоговая мощность будет:
P_итог = P/η = 1120 Вт / 0.8 = 1400 Вт = 1.4 кВт
Ответ:
Мощность электрочайника составляет 1.4 кВт.