ID: 00007652
Кипятильник, изготовленный из нихромовой проволоки, доводит до кипения воду, начальная температура которой 20 °С, за 10 минут. Напряжение на кипятильнике 220 В, КПД равен 70 %.Чему равна масса нагреваемой воды, если известно, что отношение длины проволоки кипятильника к площади поперечного сечения этой проволоки равно 44 м/мм^2?
Источник: ФИПИ
Полезная теплота идёт на нагрев воды до кипения, а даёт её ток с учётом КПД.
Сопротивление кипятильника: R=\rho\dfrac{L}{S}=1{,}1\cdot44=48{,}4 Ом (удельное сопротивление нихрома \rho=1{,}1 Ом·мм^2/м, а \tfrac{L}{S}=44 м/мм^2). Мощность P=\dfrac{U^2}{R}=\dfrac{220^2}{48{,}4}=1000 Вт.
Полезная энергия \eta P t идёт на нагрев: \eta P t=c m\Delta t. Отсюда m=\dfrac{\eta P t}{c\Delta t}=\dfrac{0{,}7\cdot1000\cdot600}{4200\cdot80}=1{,}25 кг.
1,25