Какой силы ток потребляет электрический кипятильник в емкости10 л, если при КПД 80% вода в нем нагревается от 20 °С до кипения за 30 мин? Напряжение в сети 220 B

Для того чтобы вычислить силу тока, который потребляет электрический кипятильник, необходимо пройти несколько шагов.

1. Вычислим необходимое количество тепла для нагрева воды:

   Для этого используем формулу для тепла, необходимого для нагрева воды:

   $$Q = mc\Delta T$$

   Где:

   • $m$ — масса воды в килограммах. Поскольку плотность воды около 1 кг/л, масса воды в 10 литрах будет 10 кг.
   • $c$ — удельная теплоёмкость воды, которая равна 4200 Дж/(кг·°C).
   • $\Delta T$ — изменение температуры воды, которое равно 100 °C - 20 °C = 80 °C.

   Подставляем значения в формулу:

   $$Q = 10 \, \text{кг} \times 4200 \, \text{Дж/(кг·°C)} \times 80 \, \text{°C}$$ $$Q = 336000 \, \text{Дж}$$

   Таким образом, для того чтобы нагреть 10 литров воды на 80 °C, необходимо 336000 Дж.

2. Учитываем КПД устройства:

   КПД кипятильника равен 80%, то есть только 80% энергии, подведенной к устройству, будет использовано для нагрева воды. Это означает, что общее количество энергии, которое должно быть подано в устройство, будет больше, чем рассчитанное количество тепла, и его можно найти по формуле:

   $$E_{\text{общ}} = \frac{Q}{KPD}$$

   Где $KPD$ — коэффициент полезного действия, который равен 0.8 (или 80%).

   Подставляем значения:

   $$E_{\text{общ}} = \frac{336000 \, \text{Дж}}{0.8} = 420000 \, \text{Дж}$$

   Таким образом, общее количество энергии, которое должно быть подведено к кипятильнику, равно 420000 Дж.

3. Вычислим мощность устройства:

   Мощность устройства можно найти, используя формулу для мощности:

   $$P = \frac{E_{\text{общ}}}{t}$$

   Где:

   • $E_{\text{общ}}$ — общее количество энергии, которое нужно подвести, равное 420000 Дж.
   • $t$ — время, за которое кипятильник должен нагреть воду. Время равно 30 минутам, то есть 1800 секунд.

   Подставляем значения:

   $$P = \frac{420000 \, \text{Дж}}{1800 \, \text{с}} = 233.33 \, \text{Вт}$$

   Таким образом, мощность кипятильника составляет примерно 233.33 Вт.

4. Вычислим силу тока:

   Сила тока вычисляется по формуле:

   $$I = \frac{P}{U}$$

   Где:

   • $P$ — мощность устройства, равная 233.33 Вт.
   • $U$ — напряжение в сети, равное 220 В.

   Подставляем значения:

   $$I = \frac{233.33 \, \text{Вт}}{220 \, \text{В}} \approx 1.06 \, \text{А}$$

   Таким образом, сила тока, потребляемая кипятильником, составляет примерно 1.06 ампера.

Итак, кипятильник при заданных условиях будет потреблять ток силой около 1.06 ампера.