На электроплитке мощностью 1435 Вт я растопил 853 г льда с начальной температурой 16 °C. Полученную воду я довел до кипения, и 39 г ее обратилось в пар. Процесс нагревания длился 42 минуты. Теперь мне нужно определить КПД этой электроплитки.Для начала, давайте определим количество теплоты, которое понадобилось, чтобы растопить лед. Удельная теплота плавления льда (λ) равна 330000 Дж/кг. Таким образом, теплота, необходимая для растопки 853 г льда, составляет⁚
Теплота масса * удельная теплота плавления льда
Теплота 853 г * 330000 Дж/кг 280590000 Дж
Теперь, когда у нас есть теплота, полученная от растопки льда, давайте рассмотрим количество теплоты, которое понадобилось, чтобы нагреть полученную воду до кипения. Удельная теплоемкость воды (c1) равна 2100 Дж/кг°C.
Мы знаем, что воду нагревали в течение 42 минут٫ что составляет 42/60 0.7 часа. Предположим٫ что начальная температура воды была такой же٫ как и у льда (16 °C). Тогда теплота٫ необходимая для нагревания воды٫ составляет⁚
Теплота масса * удельная теплоемкость воды * изменение температуры
Теплота 853 г * 2100 Дж/кг°C * (100 °C ー 16 °C) 142242400 Дж
Теперь, у нас есть общая теплота, использованная для растопки льда и нагревания воды⁚
Общая теплота 280590000 Дж 142242400 Дж 422832400 Дж
Теперь, давайте определим количество теплоты, которое понадобилось, чтобы преобразовать 39 г воды в пар. Удельная теплота парообразования воды (L) равна 2260000 Дж/кг. Таким образом, теплота, необходимая для превращения 39 г воды в пар, составляет⁚
Теплота масса * удельная теплота парообразования воды
Теплота 39 г * 2260000 Дж/кг 88140000 Дж
Теперь у нас есть общая теплота, использованная для преобразования воды в пар⁚
Общая теплота 422832400 Дж 88140000 Дж 510972400 Дж
Теперь мы можем определить КПД электроплитки, используя следующую формулу⁚
КПД (выходная мощность / входная мощность) * 100%
Выходная мощность ⎻ это количество теплоты, которое мы получили (510972400 Дж)٫ а входная мощность ⎻ это мощность электроплитки (1435 Вт)٫ умноженная на время нагревания (42 минуты или 0.7 часа)⁚
Входная мощность 1435 Вт * 0.7 часа * 3600 с 1765800 Дж
Теперь, используя формулу КПД, мы можем определить⁚
КПД (510972400 Дж / 1765800 Дж) * 100% ≈ 289.91%
Таким образом, КПД электроплитки составляет около 289.91%.