1.Электрический чайник подключен к электрической сети напряжением 220В.
Сопротивление нагревательного элемента чайника равно 100 Ом. Определите
энергию, потребляемую чайником за 5 мин.
2.Для нагревания 4.5л воды от 230С до кипения было израсходовано 0.5 кВт*ч
электрической энергии. Чему равен КПД нагревателя?
3. По медному проводу длиной 800 м и диаметром 2,6 мм протекает ток 0.1 А.
Определите потребляемую мощность в этом проводе.
4. Для нагревания 4.5 л воды от 23
0С до кипения было израсходовано 0.50 кВт*ч
электрической энергии. Чему равен КПД двигателя?
5. Лифт массой 2.4 т поднимается на высоту 25 м за 40с. Какова мощность
электродвигателя приводящего в движение лифт, если КПД установки 60%?
6. Имеются две лампы мощностью 150 Вт и 100 Вт, рассчитанные на напряжение
127В. Эти лампы включены в сеть напряжением 127 В сначала последовательно, а
затем параллельно. Определите количество теплоты, которое выделяется в каждой
из ламп за 1 минуту в каждом случае.

1. Для определения энергии, потребляемой чайником за 5 минут, мы можем использовать формулу

Энергия = мощность * время.

Мощность можно определить, используя формулу

Мощность = (напряжение^2) / сопротивление.

В данном случае напряжение равно 220 В, а сопротивление равно 100 Ом.

Подставляем значения в формулу и находим мощность:

Мощность = (220^2) / 100 = 48400 / 100 = 484 Вт.

Теперь мы можем найти энергию:

Энергия = мощность * время = 484 Вт * (5 мин * 60 сек/мин) = 484 Вт * 300 сек = 145200 Дж.

Таким образом, чайник потребляет 145200 Дж энергии за 5 минут.

2. Для определения КПД нагревателя мы можем использовать формулу

КПД = (полезная энергия / затраченная энергия) * 100%.

Затраченная энергия дана в задаче и равна 0.5 кВт*ч. Полезная энергия - это энергия, которая использована для нагревания воды.

Мы можем найти полезную энергию, зная, что 1 кВт*ч = 3600000 Дж:

Полезная энергия = 0.5 кВт*ч * 3600000 Дж/кВт*ч = 1800000 Дж.

Теперь мы можем найти КПД:

КПД = (1800000 Дж / 0.5 кВт*ч) * 100% = 3600000 Дж / 0.5 кВт*ч = 7200000%.

Таким образом, КПД нагревателя равен 7200000%.

3. Для определения потребляемой мощности в проводе мы можем использовать формулу

Мощность = напряжение * ток.

Напряжение дано в задаче и равно 0.1 А.

Для расчета потребляемой мощности нам также понадобится сопротивление провода. Мы можем использовать формулу

Сопротивление = (сопротивительность провода * длина провода) / площадь поперечного сечения провода.

Сопротивительность меди равна 0.0000017 Ом*мм^2/м. Диаметр провода дан в задаче и равен 2,6 мм, что соответствует радиусу 1,3 мм.

Площадь поперечного сечения провода можно определить по формуле

Площадь = пи * радиус^2.

Подставляем значения в формулу:

Площадь = 3.14 * (1.3 мм)^2 = 3.14 * (0.0013 м)^2 = 5.3094e-6 м^2.

Теперь мы можем найти сопротивление провода:

Сопротивление = (0.0000017 Ом*мм^2/м * 800 м) / 5.3094e-6 м^2 = 0.00000136 Ом.

Таким образом, мы можем найти потребляемую мощность:

Мощность = 0.1 А * 220 В = 22 Вт.

4. Чтобы определить КПД двигателя, мы можем использовать формулу

КПД = (полезная энергия / затраченная энергия) * 100%.

Затраченная энергия дана в задаче и равна 0.5 кВт*ч.

Полезная энергия - это энергия, которая использована для нагревания воды. Мы рассчитали ее в предыдущем ответе и она равна 1800000 Дж.

Теперь мы можем найти КПД:

КПД = (1800000 Дж / 0.5 кВт*ч) * 100% = 3600000 Дж / 0.5 кВт*ч = 7200000%.

Таким образом, КПД двигателя равен 7200000%.

5. Для определения мощности электродвигателя мы можем использовать формулу

Мощность = работа / время.

Работа можно определить, используя формулу

Работа = сила * путь.

Степень = масса * ускорение свободного падения * высота.

Масса дана в задаче и равна 2.4 т, высота равна 25 м, а время равно 40 с.

Сила можно определить, используя формулу

Сила = масса * ускорение.

Ускорение под действием силы тяжести равно ускорению свободного падения и примерно равно 9.8 м/с^2.

Теперь мы можем найти мощность:

Мощность = (2.4 т * 9.8 м/с^2 * 25 м) / 40 с = 5880 Вт.

Таким образом, мощность электродвигателя, приводящего в движение лифт, равна 5880 Вт.

6. Для расчета количества теплоты, выделяемого в каждой лампе при последовательном и параллельном подключении, мы можем использовать формулу

Теплота = мощность * время.

Мощность каждой лампы дана в задаче и равна 150 Вт и 100 Вт соответственно.

В случае последовательного подключения, общее сопротивление равно сумме сопротивлений каждой лампы.

Мы рассчитали сопротивление медного провода в предыдущем ответе и оно равно 0.00000136 Ом.

Общее сопротивление в случае последовательного подключения будет равно

Общее сопротивление = сопротивление лампы1 + сопротивление лампы2 + сопротивление провода.

В случае параллельного подключения, каждая лампа будет иметь свое сопротивление.

Теперь мы можем рассчитать количество теплоты:

Количество теплоты в каждой лампе в случае последовательного подключения:

Теплота = мощность лампы1 * время + мощность лампы2 * время = 150 Вт * 60 сек + 100 Вт * 60 сек = 9000 Дж + 6000 Дж = 15000 Дж.

Количество теплоты в каждой лампе в случае параллельного подключения:

Теплота = мощность лампы1 * время = 150 Вт * 60 сек = 9000 Дж.

Таким образом, в случае последовательного подключения каждая лампа выделяет 15000 Дж теплоты за 1 минуту, а в случае параллельного подключения каждая лампа выделяет 9000 Дж теплоты за 1 минуту.