Электрочайник мощностью 4,2 кВт, рассчитанный на максимальное напряжение 220 В, включают в сеть напряжением 110 В. Найдите КПД чайника, если за 10 минут в нём довели до кипения 800 г воды с начальной температурой 25 °C. Ответ округлите до целых.
от

1 Ответ

дано:  
мощность чайника P_nom = 4,2 кВт = 4200 Вт,  
напряжение U_nom = 220 В,  
напряжение в сети U = 110 В,  
масса воды m = 800 г = 0,8 кг,  
начальная температура T1 = 25 °C,  
температура кипения T2 = 100 °C,  
время t = 10 мин = 10 * 60 = 600 с.  

найти:  
КПД чайника η.  

решение:  
Сначала найдем мощность, которую фактически получает чайник при включении в сеть с напряжением 110 В:

P_actual = (U / U_nom) * P_nom.

Подставим известные значения:

P_actual = (110 / 220) * 4200.

Выполним вычисления:

P_actual = 0,5 * 4200 = 2100 Вт.

Теперь найдем количество теплоты Q, необходимое для нагрева воды от начальной температуры T1 до температуры кипения T2. Используем формулу:

Q = mcΔT,

где ΔT = T2 - T1 = 100 - 25 = 75 °C.

Подставим известные данные:

Q = 0,8 * 4186 * 75.

Выполним вычисления:

Q = 0,8 * 4186 * 75 ≈ 251160 Дж.

Теперь найдем общее количество энергии, которое было подано чайнику за 10 минут:

Q_supply = P_actual * t = 2100 * 600.

Выполним вычисления:

Q_supply = 1260000 Дж.

Теперь найдем КПД чайника η по формуле:

η = Q / Q_supply * 100%.

Подставим найденные значения:

η = 251160 / 1260000 * 100%.

Выполним вычисления:

η ≈ 19,93 %.

округляя до целых, получаем:

ответ:  
КПД чайника составляет примерно 20 %.
от