Я недавно тестировал электроплитку мощностью 1571 Вт и мне удалось успешно растопить 316 г льда с начальной температурой -16°С. После того‚ как лед полностью растаял‚ я решил довести полученную воду до кипения. В результате этого процесса 74 г воды превратились в пар.
Приступим к расчету КПД плитки. Используем следующие значения⁚ удельная теплота плавления льда λ 330000 Дж/кг‚ удельная теплота парообразования воды L 2260000 Дж/кг‚ удельная теплоёмкость льда c1 2100 Дж/кг⋅∘C и удельная теплоёмкость воды c2 4200 Дж/кг⋅∘C.Сначала найдем количество теплоты‚ которое плитка передала льду для его растапливания. Используем формулу⁚
Q1 m * λ‚
где Q1 ‒ количество теплоты‚ m ‒ масса льда‚ λ ‒ удельная теплота плавления льда.Подставляя значения‚ получаем⁚
Q1 0.316 кг * 330000 Дж/кг 104280 Дж.Затем найдем количество теплоты‚ которое плитка передала воде для ее нагревания до кипения. Используем формулу⁚
Q2 m * c2 * ΔT‚
где Q2 ‒ количество теплоты‚ m ⎻ масса воды‚ c2 ⎻ удельная теплоёмкость воды‚ ΔT ‒ изменение температуры воды.Поскольку вода нагревалась до кипения‚ то ΔT 100°С.Подставляя значения‚ получаем⁚
Q2 0.242 кг * 4200 Дж/кг⋅∘C * 100∘C 101640 Дж.Теперь найдем количество теплоты‚ которое плитка передала воде для ее превращения в пар. Используем формулу⁚
Q3 m * L‚
где Q3 ⎻ количество теплоты‚ m ‒ масса воды‚ L ‒ удельная теплота парообразования воды.Подставляя значения‚ получаем⁚
Q3 0.074 кг * 2260000 Дж/кг 167524 Дж.Теперь найдем общее количество теплоты‚ которое плитка передала воде⁚
Q_total Q1 Q2 Q3 104280 Дж 101640 Дж 167524 Дж 373444 Дж.Наконец‚ найдем КПД плитки по формуле⁚
η Q2 / Q_total * 100%.Подставляя значения‚ получаем⁚
η 101640 Дж / 373444 Дж * 100% ≈ 27.26%.
Таким образом‚ КПД плитки составляет примерно 27.26%.