Электрический нагреватель за 20 мин доводит до кипения 2,2 кг воды, начальная температура которой равна 10°С. Сила тока в нагревателе равна 7 А, КПД нагревателя равен 45%. Чему равно напряжение в электрической сети, в которую включён нагреватель?

Решение задачи №25:

Давай решим эту задачу по физике. Нам нужно найти напряжение в электрической сети, учитывая время нагрева, массу воды, начальную температуру, силу тока и КПД.

1. Запишем известные данные:
   • Время нагрева: t = 20 мин = 1200 с
   • Масса воды: m = 2.2 кг
   • Начальная температура воды: T_нач = 10°C
   • Конечная температура воды: T_кон = 100°C (температура кипения)
   • Сила тока: I = 7 A
   • КПД нагревателя: η = 45% = 0.45
2. Найдем удельную теплоемкость воды:
   • Удельная теплоемкость воды: c = 4200 Дж/(кг·°C)
3. Рассчитаем количество теплоты, необходимое для нагрева воды: \[Q_{полезн} = m \cdot c \cdot (T_{кон} - T_{нач}) = 2.2 \cdot 4200 \cdot (100 - 10) = 2.2 \cdot 4200 \cdot 90 = 831600 \ Дж\]
4. Рассчитаем полную энергию, затраченную нагревателем:

   Учтем КПД нагревателя: Q_полезн = η * Q_полн

   \[Q_{полн} = \frac{Q_{полезн}}{η} = \frac{831600}{0.45} = 1848000 \ Дж\]
5. Рассчитаем мощность, потребляемую нагревателем: \[P = \frac{Q_{полн}}{t} = \frac{1848000}{1200} = 1540 \ Вт\]
6. Рассчитаем напряжение в электрической сети:

   Используем формулу: P = U * I, где U - напряжение.

   \[U = \frac{P}{I} = \frac{1540}{7} = 220 \ В\]

Ответ: U = 220 В

Отлично, ты прекрасно справился с этой задачей! Продолжай решать, и у тебя все получится!