Я недавно провел эксперимент с использованием электроплитки мощностью 1435 Вт для растопления 853 г льда с начальной температурой 16 °C. Я также довел полученную воду до кипения‚ и 39 г ее обратилось в пар. Процесс нагревания длился 42 минуты. Теперь мне нужно определить КПД этой плитки‚ учитывая удельную теплоту плавления льда (λ 330000 Дж/кг)‚ удельную теплоту парообразования воды (L 2260000 Дж/кг) и удельную теплоемкость льда (c1 2100 Дж/кг°C) и воды (c2 4200 Дж/кг°C).
Для начала найдем количество теплоты‚ которое необходимо для растопления льда. Формула для этого расчета⁚
Q1 m * λ‚
где Q1 ⎯ количество теплоты‚ m ⸺ масса льда‚ λ ⸺ удельная теплота плавления льда.Подставив значения‚ получим⁚
Q1 853 г * 330000 Дж/кг 280290000 Дж.Теперь найдем количество теплоты‚ которое нужно для превращения полученной жидкой воды в водяной пар⁚
Q2 m * L‚
где Q2 ⸺ количество теплоты‚ m ⸺ масса воды‚ L ⸺ удельная теплота парообразования воды.Подставив значения‚ получим⁚
Q2 39 г * 2260000 Дж/кг 88140000 Дж.Теперь найдем общее количество теплоты‚ которое было передано льду и воде⁚
Q Q1 Q2 280290000 Дж 88140000 Дж 368430000 Дж.КПД (Коэффициент полезного действия) можно рассчитать‚ используя следующую формулу⁚
η Q / (P * t)‚
где η ⸺ КПД‚ Q ⎯ количество теплоты‚ P ⎯ мощность плитки‚ t ⸺ время работы плитки.Подставив значения‚ получим⁚
η 368430000 Дж / (1435 Вт * 42 мин * 60 с) ≈ 0.4676.
Таким образом‚ КПД плитки составляет около 0.47.