Задание OGEPHYS5FD1E5: Закон сохранения энергии в тепловых процессах. Уравнение теплового баланса:

ФИПИ · ОГЭ · все форматы ответа · 1506 заданий

Открыть решение ↓ Ошибка или пожелание

Учебные темы: Закон сохранения энергии в тепловых процессах. Уравнение теплового баланса:; Работа и мощность электрического тока; Закон Джоуля-Ленца.

Дайте развернутый ответ.

Две спирали электроплитки сопротивлением по 10 Ом каждая соединены последовательно и включены в сеть. Каково напряжение сети, если вода массой 1 кг закипит на этой плитке через 174 с? Начальная температура воды равна 20 ºС, а КПД процесса равен 80%. (Полезной считается энергия, необходимая для нагревания воды.)

 


 

i
СВОЙСТВА ЗАДАНИЯ
КЭС:
2.9 Закон сохранения энергии в тепловых процессах. Уравнение теплового баланса:
3.10 Работа и мощность электрического тока
Тип ответа:Развернутый ответ
Номер: 5FD1E5
НЕ РЕШЕНО Изменить статус

Решение задания OGEPHYS5FD1E5

Ответ: ≈ 220

Спирали одинаковы и соединены последовательно, поэтому общее сопротивление Rобщ = 2R, где R — сопротивление одной спирали. Сопротивление каждой спирали R = 10 Ом. Масса воды m = 1 кг, начальная температура 20 °C, время τ = 174 с, КПД η = 0,8.
Воду доводят до 100 °C без испарения. Δt = t₂ − t₁.
Δt = 100 °C − 20 °C = 80 °C.
Удельная теплоёмкость воды c = 4200 Дж·кг⁻¹·°C⁻¹. Полезная теплота Q = cmΔt. По условию КПД уже учитывает все прочие затраты, поэтому отдельно нагрев кастрюли не добавляем.
Мощность всей цепи P = U²2R. Баланс:
cmΔt = ηU²τ2R.
U = √2RcmΔtητ.
U = √2 · 10 · 4200 · 1 · 800,8 · 174 В ≈ 219,72 В ≈ 220 В.
Проверка: вода должна получить 4200 · 1 · 80 = 336000 Дж. При округлённых R = 10 Ом и U = 220 В полезная энергия за 174 с равна 336864 Дж. Отклонение около 0,26% связано с округлением; подстановка неокруглённого результата даёт точно 336000 Дж. Ответ относится к одной спирали либо напряжению всей сети, как требует вопрос. Ответ: ≈ 220 В.

Закон сохранения энергии в тепловых процессах. Уравнение теплового баланса:: схема решения задания OGEPHYS5FD1E5
Обозначения: Нагрев воды последовательными спиралями.

Помочь улучшить сайт

Напишите пожелание к сайту или решению либо сообщите о найденной неточности в задании OGEPHYS5FD1E5.

Сообщение увидит только команда сайта: на странице оно не публикуется.

Комментарии к решению

Комментарии видны всем посетителям сайта.

Комментариев пока нет. Будьте первым.

Чтобы оставить комментарий, войдите или зарегистрируйтесь.