Вопрос:

На рисунке показан график изменения напряжения переменного тока, в сеть которого включён чайник. Какое время потребуется для того, чтобы вскипятить воду с температурой 18° в электрическом чайнике, заполненном до максимальной отметки?

Фотография

Ответ ассистента

Для решения задачи выполним следующие шаги: 1. Определим амплитудное значение напряжения $U_m$ по графику. По оси абсцисс видно, что период $T$ соответствует 0,02 с (так как 0,002 с — это 1/10 периода, вершина синусоиды). Амплитудное значение $U_m = 110$ В (определяется визуально по клеткам: если $77$ В — это 7 клеток, то $110$ В — это 10 клеток). 2. Вычислим действующее значение напряжения $U$: $U = \frac{U_m}{\sqrt{2}} = \frac{110}{1,4} \approx 78,57$ В. 3. Определим количество теплоты $Q$, необходимое для нагревания воды: $m = \rho \cdot V = 1000 \text{ кг/м}^3 \cdot 0,0014 \text{ м}^3 = 1,4$ кг. $Q = c \cdot m \cdot \Delta T = 4200 \text{ Дж/(кг·°C)} \cdot 1,4 \text{ кг} \cdot (100 - 18) \text{ °C} = 4200 \cdot 1,4 \cdot 82 = 482160$ Дж. 4. Используем формулу КПД ($\eta = 60\% = 0,6$) для нахождения полной энергии $A$, которую должен потребить чайник: $A = \frac{Q}{\eta} = \frac{482160}{0,6} = 803600$ Дж. 5. Выразим работу через электрические параметры: $A = \frac{U^2}{R} \cdot t \Rightarrow t = \frac{A \cdot R}{U^2} = \frac{803600 \cdot 26}{78,57^2} = \frac{20893600}{6173,24} \approx 3384,5$ с. Ответ: 3384,5

Другие решения

Что ещё задавали пользователи