Задача №1205 Сборник задач по физике 7-9 классы А.В.Пёрышкина
Дано:
\(I=5\,\text{А}\)
\(U=220\,\text{В}\)
\(m=0.6\,\text{кг}\)
\(c=4200\,\frac{\text{Дж}}{\text{кг} \cdot ^{\circ}{С}}\)
\({t}_{1}=12\,^{\circ}С\)
\({t}_{2}=100\,^{\circ}С\)
\(t=480\,\text{с}\)
\(\eta=?\)
Решение:
Количество теплоты, которое требуется для нагрева \(0.6\) кг воды от \(12\) °С до кипения, равно полезной работе
$${A}_{п}={Q}={c} \cdot {m} \cdot ({t}_{2}-{t}_{1})$$
$${A}_{п}={Q}={4200\,\frac{\text{Дж}}{\text{кг} \cdot ^{\circ}{С}}}\cdot{0.6\,\text{кг}}\cdot (100\,^{\circ}С-12\,^{\circ}С)$$
$${A}_{п}={Q}=221760\,\text{Дж}$$
Работа затраченная
$${A}_{з}={U}\cdot{I}\cdot{t}$$
$${A}_{з}={220\,В}\cdot{5\,А}\cdot{480\,с}=528000\,\text{Дж}$$
КПД водонагревателя
$$\eta=\frac{{A}_{п}}{{A}_{з}}$$
$$\eta=\frac{221760\,\text{Дж}}{528000\,\text{Дж}}=0.42$$
$$\eta=42\,\%$$
Ответ: коэффициент полезного действия водонагревателя равен 42 %.