ID: 00007448
Электрический нагреватель за 6 мин доводит до кипения 1 кг воды, начальная температура которой 20 °С. Сила тока в нагревателе 7 А, напряжение в сети 220 В. Какая часть потребляемой энергии расходуется не на нагревание воды?
Источник: ФИПИ
t = 6 \text{ мин} = 360 \text{ с}
m = 1 \text{ кг}
T_0 = 20\;{}^\circ\text{C}
T = 100\;{}^\circ\text{C}
I = 7 \text{ А}
U = 220 \text{ В}
c = 4200 \text{ Дж/(кг} \cdot {}^\circ\text{C)}
Доля потерь — ?
Мощность, необходимая для нагрева воды:
P_{\text{нагр}} = \frac{cm\Delta T}{t} = \frac{4200 \cdot 1 \cdot 80}{360} = 933 \text{ Вт}
Потребляемая электрическая мощность:
P_{\text{эл}} = UI = 220 \cdot 7 = 1540 \text{ Вт}
Мощность потерь:
P_{\text{пот}} = P_{\text{эл}} - P_{\text{нагр}} = 1540 - 933 = 607 \text{ Вт}
Доля потерь:
\eta_{\text{пот}} = \frac{P_{\text{пот}}}{P_{\text{эл}}} = \frac{607}{1540} \approx 0{,}39
39