В чайнике мощностью 800 Вт нагрели и выпарили воду, взятую при 20 °С за 30 мин. КПД чайника 52 %. Сколько литров воды было в чайнике?

Добрый день! Рад выступить в роли вашего школьного учителя и помочь разобраться в данной задаче.

Для решения этой задачи мы можем использовать формулу:

Энергия = мощность * время.

В данном случае, энергия будет равна количеству тепла, которое требуется для выпаривания определенного количества воды.

Мощность чайника равна 800 Вт, а время, за которое нагревалась и выпаривалась вода, составляет 30 минут.

Общая энергия, которую получает вода, будет равна произведению мощности чайника на время:

Энергия = 800 Вт * 30 мин = 24000 Вт×мин.

КПД (коэффициент полезного действия) чайника составляет 52%. Это означает, что только 52% от всей энергии, затраченной на нагрев и выпаривание воды, реально используются для этого процесса.

Теперь мы можем рассчитать реально используемую энергию:

Реальная энергия = 24000 Вт×мин * 0.52 = 12480 Вт×мин.

Нам известно, что для нагревания 1 литра воды на 1 градус Цельсия требуется 4200 Дж энергии.

Чтобы перевести Вт×мин в Дж, нужно умножить на 60 (так как 1 Вт×мин = 60 Дж):

12480 Вт×мин * 60 = 748800 Дж.

Таким образом, реально используемая энергия равна 748800 Дж.

Далее нужно найти количество воды в чайнике.

Для этого мы можем использовать формулу:

Энергия = масса * удельная теплоемкость * изменение температуры.

Мы знаем, что начальная температура воды составляет 20 °С.

Изменение температуры равно разнице между температурой кипячения воды и ее начальной температурой. В данном случае, температура кипячения воды равна 100 °С.

Таким образом, изменение температуры равно 100 °С - 20 °С = 80 °С.

Удельная теплоемкость воды равна 4200 Дж/(кг×°С).

Масса воды в чайнике можно найти, разделив оба значения энергии на произведение удельной теплоемкости и изменения температуры:

Масса = 748800 Дж / (4200 Дж/(кг×°С) * 80 °С).

748800 Дж / (4200 Дж/(кг×°С) * 80 °С) = 3 кг.

Таким образом, в чайнике было 3 литра воды.

Надеюсь, этот ответ понятен. Если у вас есть еще вопросы, не стесняйтесь задавать!