Привет! Меня зовут Андрей и я расскажу тебе о своем опыте использования электроплитки мощностью 1571 Вт для растопления льда и нагрева воды.
Начнем с того, что я взял 316 г льда с начальной температурой -16°С. Чтобы растопить этот лед, мне понадобилось предоставленное значение удельной теплоты плавления льда, которое равно 330 000 Дж/кг. Подсчитаем количество теплоты, необходимое для растопления льда⁚
Q_1 m_1 * L,
где
Q_1 ౼ количество теплоты, необходимое для растопления льда (Дж),
m_1 ౼ масса льда (кг),
L ⸺ удельная теплота плавления льда (Дж/кг).Подставим значения⁚
Q_1 0,316 кг * 330 000 Дж/кг 104 280 Дж.После растопления льда полученная вода была нагрета до кипения. Для этого использовалось значение удельной теплоемкости воды, равное 4200 Дж/кг. Также известно, что 74 г воды обратилось в пар. Подсчитаем количество теплоты, необходимое для этого⁚
Q_2 m_2 * c2 * (T_2 ⸺ T_1) m_3 * L,
где
Q_2 ౼ количество теплоты, которое нужно добавить для превращения воды в пар (Дж),
m_2 ⸺ масса воды (кг),
c2 ౼ удельная теплоемкость воды (Дж/кг*°С)٫
T_2 ⸺ конечная температура воды (100°С),
T_1 ౼ начальная температура воды (-16°С)٫
m_3 ౼ масса превращающейся в пар воды (кг),
L ౼ удельная теплота парообразования (Дж/кг).Подставим значения⁚
Q_2 0,242 кг * 4200 Дж/кг*°С * (100°С ⸺ (-16°С)) 0,074 кг * 2260000 Дж/кг 2 244 704 Дж.Теперь найдем полную потребляемую энергию⁚
Q Q_1 Q_2 104 280 Дж 2 244 704 Дж 2 348 984 Дж.Так как процесс нагревания длился 47 минут (47 * 60 секунд), можно найти мощность, используя следующее уравнение⁚
P Q / t,
где
P ⸺ мощность (Вт),
Q ౼ полная потребляемая энергия (Дж),
t ⸺ время (секунды).Подставим значения⁚
P 2 348 984 Дж / (47 * 60 с) ≈ 840 Вт.Теперь можем найти КПД по формуле⁚
η (P / P_эл) * 100%,
где
η ౼ КПД (%),
P ౼ мощность (Вт),
P_эл ⸺ электрическая мощность (Вт).Подставим значения⁚
η (840 Вт / 1571 Вт) * 100% ≈ 53,5%.