В электрочайнике с сопротивлением нагревательного элемента 12,1 Ом находится 0,6 кг воды при 20 °C. Чайник включили в сеть с напряжением 220 В и забыли выключить. Через сколько времени вода полностью выкипит, если КПД установки 60 %?
💡 Пошаговый разбор и решение:
1. Дано:
R = 12,1 Ом, m = 0,6 кг, t1 = 20 °C, t2 = 100 °C, $\eta$ = 0,6, U = 220 В, c = 4200 Дж/(кг · °C), L = 2,3 · 106 Дж/кг.
2. Решение:
$\eta= \frac{A_полезн}{A_затр}$ где $A_полезн=Q=cm\Delta t + Lm$ $A_затр= \frac{U ^2 \tau}{R}$
$\eta= \frac{m ( c\Delta t + L ) R}{U ^2 \tau}$ где $\Delta t=t_2 - t_1$ $\tau= $\frac{m ( c\Delta t + L ) R}{U ^2 \eta}$ = $\frac{0,6 \cdot ( 4200 \cdot 80 + 2,3 \cdot 10 в степени 6 ) \cdot 12,1}{220 ^2 \cdot 0,6}$ =659с \approx 11мин$
Ответ: $\tau=659 с \approx 11 мин$
R = 12,1 Ом, m = 0,6 кг, t1 = 20 °C, t2 = 100 °C, $\eta$ = 0,6, U = 220 В, c = 4200 Дж/(кг · °C), L = 2,3 · 106 Дж/кг.
2. Решение:
$\eta= \frac{A_полезн}{A_затр}$ где $A_полезн=Q=cm\Delta t + Lm$ $A_затр= \frac{U ^2 \tau}{R}$
$\eta= \frac{m ( c\Delta t + L ) R}{U ^2 \tau}$ где $\Delta t=t_2 - t_1$ $\tau= $\frac{m ( c\Delta t + L ) R}{U ^2 \eta}$ = $\frac{0,6 \cdot ( 4200 \cdot 80 + 2,3 \cdot 10 в степени 6 ) \cdot 12,1}{220 ^2 \cdot 0,6}$ =659с \approx 11мин$
Ответ: $\tau=659 с \approx 11 мин$
Правильный ответ:
$\tau=659 с \approx 11 мин$
📚 Похожие разобранные задания по предмету:
ID 167289 • Задание №11
При захвате нейтрона ядром $\ChemForm_13 в степени левая круглая скобка 27 правая круглая скобка Al$ образуетс...
ID 167851 • Задание №17
Используя источник тока (4,5 В), вольтметр, ключ, соединительные провода, резисторы, обозначенные R1 и R2, про...
Официальные критерии проверки ФИПИ:
Критерии проверки:
Критерии оценивания выполнения задания | Баллы
Приведено полное правильное решение, включающее следующие элементы:
1) верно записано краткое условие задачи;
2) записаны уравнения и формулы, применение которых необходимо и достаточно для решения задачи выбранным способом;
3) выполнены необходимые математические преобразования и расчёты, приводящие к правильному числовому ответу, и представлен ответ. При этом допускается решение «по частям» (с промежуточными вычислениями). | 3
Правильно записаны необходимые формулы, проведены вычисления, и получен ответ (верный или неверный), но допущена ошибка в записи краткого условия или переводе единиц в СИ.
ИЛИ
Представлено правильное решение только в общем виде, без каких-либо числовых расчётов.
ИЛИ
Записаны уравнения и формулы, применение которых необходимо и достаточно для решения задачи выбранным способом, но в математических преобразованиях или вычислениях допущена ошибка. | 2
Записаны и использованы не все исходные формулы, необходимые для решения задачи.
ИЛИ
Записаны все исходные формулы, но в одной из них допущена ошибка. | 1
Все случаи решения, которые не соответствуют вышеуказанным критериям выставления оценок в 1, 2, 3 балла. | 0
Максимальный балл | 3
Критерии оценивания выполнения задания | Баллы
Приведено полное правильное решение, включающее следующие элементы:
1) верно записано краткое условие задачи;
2) записаны уравнения и формулы, применение которых необходимо и достаточно для решения задачи выбранным способом;
3) выполнены необходимые математические преобразования и расчёты, приводящие к правильному числовому ответу, и представлен ответ. При этом допускается решение «по частям» (с промежуточными вычислениями). | 3
Правильно записаны необходимые формулы, проведены вычисления, и получен ответ (верный или неверный), но допущена ошибка в записи краткого условия или переводе единиц в СИ.
ИЛИ
Представлено правильное решение только в общем виде, без каких-либо числовых расчётов.
ИЛИ
Записаны уравнения и формулы, применение которых необходимо и достаточно для решения задачи выбранным способом, но в математических преобразованиях или вычислениях допущена ошибка. | 2
Записаны и использованы не все исходные формулы, необходимые для решения задачи.
ИЛИ
Записаны все исходные формулы, но в одной из них допущена ошибка. | 1
Все случаи решения, которые не соответствуют вышеуказанным критериям выставления оценок в 1, 2, 3 балла. | 0
Максимальный балл | 3
🔗 Другие задания линии №22 по предмету Физика:
ID 168325
Свинцовая пуля, подлетев к преграде со скоростью υ1 = 200 м/с, пробивает ее и вылетает из нее с...
ID 168326
Стальной осколок, падая без начальной скорости с высоты 500 м, имел у поверхности земли скорост...
ID 168327
С высоты 2 м вертикально вниз бросают мяч. Абсолютно упруго отразившись от горизонтальной повер...
ID 168328
Свинцовая пуля, подлетев к преграде со скоростью υ1, пробивает ее и вылетает со скоростью υ2 =...
ID 168329
Металлический шар упал с высоты h = 26 м на свинцовую пластину массой m2 = 1 кг и остановился. ...