Дано:
КПД чайника (η) = 75% = 0,75
Напряжение (U) = 220 В
Ток (I) = 5 А
Время кипячения (t) = 2,5 мин = 150 с
Найти:
Количество испарившейся воды за 2,5 минуты.
Решение:
Сначала найдем мощность, потребляемую чайником, используя формулу:
P = U * I.
Теперь найдем полезную мощность, учитывая КПД:
Pполезная = P * η,
Pполезная = U * I * η.
Затем найдем количество теплоты, выделившееся за время кипячения:
Q = Pполезная * t.
Количество испарившейся воды можно найти, зная количество выделившейся теплоты:
m = Q / L,
где L - теплота парообразования воды.
Поскольку не указана точная масса воды в чайнике, мы будем считать, что вся мощность идет на нагрев и испарение воды.
Подставим известные значения и рассчитаем:
Pполезная = 220 В * 5 А * 0,75,
Pполезная = 825 Вт,
Q = 825 Вт * 150 с,
Q = 123750 Дж.
Теплота парообразования воды L ≈ 2260 кДж/кг (или 2260 Дж/г).
Теперь найдем количество испарившейся воды:
m = 123750 Дж / 2260 Дж/г,
m ≈ 54,7 г.
Ответ:
За 2,5 минуты кипячения испарится примерно 54,7 г воды.