Для решения задачи, давайте последовательно ответим на каждый из пунктов.
1) Какую работу совершает электрический ток, протекающий чере...
Работа, совершаемая электрическим током, может быть найдена по формуле:
\[ A = P \cdot t \]
где:
- \( A \) — работа (Дж),
- \( P \) — мощность (Вт),
- \( t \) — время (с).
Дано:
- \( P = 1000 \, \text{Вт} \),
- \( t = 10 \, \text{мин} = 10 \times 60 \, \text{с} = 600 \, \text{с} \).
Подставим значения в формулу:
\[ A = 1000 \, \text{Вт} \cdot 600 \, \text{с} = 600000 \, \text{Дж} \]
Работа, совершаемая электрическим током, составляет 600000 Дж.
---
Количество теплоты, необходимое для нагрева воды, можно найти по формуле:
\[ Q = m \cdot c \cdot \Delta T \]
где:
- \( Q \) — количество теплоты (Дж),
- \( m \) — масса воды (кг),
- \( c \) — удельная теплоёмкость (Дж/(кг·°С)),
- \( \Delta T \) — изменение температуры (°С).
Сначала найдем массу воды:
Дано:
- Объем воды \( V = 1.5 \, \text{л} = 0.0015 \, \text{м}^3 \),
- Плотность воды \( \rho = 1000 \, \text{кг/м}^3 \).
Масса воды:
\[ m = V \cdot \rho = 0.0015 \, \text{м}^3 \cdot 1000 \, \text{кг/м}^3 = 1.5 \, \text{кг} \]
Теперь найдем изменение температуры:
Начальная температура \( T2 = 100 \, \text{°С} \).
\[ \Delta T = T1 = 100 \, \text{°С} - 20 \, \text{°С} = 80 \, \text{°С} \]
Теперь подставим все значения в формулу для количества теплоты:
\[ Q = 1.5 \, \text{кг} \cdot 4200 \, \text{Дж/(кг·°С)} \cdot 80 \, \text{°С} \]
\[ Q = 1.5 \cdot 4200 \cdot 80 = 504000 \, \text{Дж} \]
Количество теплоты, необходимое для нагрева воды, составляет 504000 Дж.
---
Коэффициент полезного действия (КПД) можно найти по формуле:
\[ \eta = \frac{Q}{A} \cdot 100\% \]
где:
- \( \eta \) — КПД (%),
- \( Q \) — количество теплоты (Дж),
- \( A \) — работа (Дж).
Подставим значения:
\[ \eta = \frac{504000 \, \text{Дж}}{600000 \, \text{Дж}} \cdot 100\% \]
\[ \eta = \frac{504000}{600000} \cdot 100\% \]
\[ \eta = 0.84 \cdot 100\% = 84\% \]
КПД этого чайника составляет 84%.
---
1. Работа, совершаемая электрическим током: 600000 Дж.
2. Количество теплоты, необходимое для нагрева воды: 504000 Дж.
3. КПД чайника: 84%.
