Question

Какое количество теплоты необходимо чугунной чаше массой 3кг и находящейся в ней воды объемом 1.5 литра при нагреве от 20 °С до температуры кипения? Какой КПД нагревателя, если он потратил на нагрев 68 кДж? Подробное решение задачи.

Answer 1

Для расчета количества теплоты, необходимой для нагрева воды в чугунной чаше, воспользуемся формулой:

Q = m*c*(ΔT),

где Q – количество теплоты, необходимое для нагрева, m – масса воды, c – удельная теплоемкость воды (4,18 Дж/г*°C), ΔT – изменение температуры.

Масса воды равна 1,5 кг (1 литр воды массой приблизительно 1 кг), а изменение температуры равно 80 °C (от 20 °C до 100 °C). Подставляя значения, получаем:

Q = 1,5*4,18*80 ≈ 502 Дж.

Таким образом, для нагрева воды в чугунной чаше потребуется около 502 Дж теплоты.

КПД нагревателя можно вычислить по формуле:

η = Q/Э,

где η – КПД нагревателя, Q – количество теплоты, необходимое для нагрева, Э – энергия, потраченная на нагрев.

Подставляя значения, получаем:

η = 502/68*10^3 ≈ 0,0074.

Таким образом, КПД нагревателя составляет около 0,74%. Это довольно низкий показатель, что может быть связано с различными факторами, например, недостаточной изоляцией нагревательного элемента или потерями энергии на переходе из электрической формы в тепловую.