Термодинамика +… — Задание 22 ОГЭ по физике №00045992

Задание №22. Комбинированная расчётная задача

Термодинамика + Электричество

№2. Задание 22

ID: 00045992

По результатам нагревания вещества массой 500 г, первоначально находившегося в кристаллическом состоянии, построен график зависимости температуры этого вещества от времени нагревания. Мощность электрического нагревателя равна 312,5 Вт. Удельная теплоёмкость вещества в твердом состоянии равна 1200 Дж/(кг·°C). Чему равен КПД нагревателя?

Рисунок к заданию 22 ОГЭ по физике — Термодинамика + Электричество

Источник: Сборник Камзеевой 2027

Решение

КПД сравнивает тепло, полученное веществом, с электрической энергией нагревателя за тот же промежуток времени. Возьмём начальный участок, пока вещество твёрдое.

Дано: $$m=0{,}5$$ кг, $$c=1200$$ Дж/(кг·°C), $$P=312{,}5$$ Вт. По графику за $$2$$ мин температура выросла от $$30$$ до $$80$$ °C.

Изменение температуры $\Delta T=50$ °C, время $\tau=120$ с. Полезное тепло $Q=cm\Delta T=1200\cdot0{,}5\cdot50=30\,000$ Дж.

Электрическая энергия за эти же две минуты $E=P\tau=312{,}5\cdot120=37\,500$ Дж.

КПД $\eta=Q/E=30\,000/37\,500=0{,}8=80\%$ .

Проверка: полезная мощность $30\,000/120=250$ Вт; её отношение к $$312{,}5$$ Вт также равно $$0{,}8$$ . Неиспользованные $$7500$$ Дж составляют пятую часть затрат.

Ответ

80 %

Другие задания по теме «Термодинамика + Электричество» (8)