дано:
напряжение U = 220 В,
сила тока I = 14 А,
время t = 20 мин = 20 * 60 = 1200 с,
масса воды m = 4,4 кг,
начальная температура T1 = 40 °С,
температура кипения T2 = 100 °С.
найти:
КПД чайника η.
решение:
Сначала найдем мощность P, потребляемую чайником:
P = U * I = 220 * 14.
Выполним вычисления:
P = 3080 Вт.
Теперь находим общее количество энергии Q, выделившейся за 20 минут:
Q = P * t = 3080 * 1200.
Выполним вычисления:
Q = 3696000 Дж.
Теперь найдем количество теплоты Q нужной для нагрева воды от начальной температуры до кипения. Используем формулу:
Q_water = mcΔT,
где c — удельная теплоемкость воды (примерно 4186 Дж/(кг·°C)), а ΔT = T2 - T1 = 100 - 40 = 60 °C.
Теперь подставим известные значения:
Q_water = 4,4 * 4186 * 60.
Выполним вычисления:
Q_water ≈ 1107840 Дж.
Теперь найдём КПД чайника η по формуле:
η = Q_water / Q * 100%.
Подставим найденные значения:
η = 1107840 / 3696000 * 100%.
Выполним вычисления:
η ≈ 29,94 %.
ответ:
КПД чайника составляет примерно 29,94 %.