На электрической плитке мощностью 600 Вт нагревают воду объёмом 2 литра от температуры 15 градусов до...

Чтобы определить КПД установки, сначала нужно рассчитать количество тепла, необходимое для нагрева воды, и сравнить его с количеством энергии, потребленной плиткой.

1. Рассчитаем количество тепла, необходимое для нагрева воды:

Формула для расчета количества тепла, необходимого для нагрева воды, имеет вид: [ Q = c \cdot m \cdot \Delta T ]

где:

• ( Q ) — количество тепла (в Джоулях),
• ( c ) — удельная теплоемкость воды (приблизительно ( 4,186 \, \text{Дж/(г}\cdot\text{°C)} )),
• ( m ) — масса воды (в граммах),
• ( \Delta T ) — изменение температуры (в °C).

Для 2 литров воды:

• Объем воды ( V = 2 \, \text{литра} = 2000 \, \text{мл} ) (так как 1 литр = 1000 мл).
• Плотность воды ( \rho = 1 \, \text{г/мл} ), следовательно, масса воды ( m = 2000 \, \text{г} ).

Изменение температуры: [ \Delta T = 100 \, °C - 15 \, °C = 85 \, °C ]

Подставляем значения в формулу: [ Q = 4,186 \, \text{Дж/(г}\cdot\text{°C)} \cdot 2000 \, \text{г} \cdot 85 \, °C = 711,620 \, \text{Дж} ]

1. Рассчитаем количество энергии, потребленной плиткой:

Мощность плитки ( P = 600 \, \text{Вт} ). Время нагрева ( t = 40 \, \text{мин} = 40 \times 60 \, \text{с} = 2400 \, \text{с} ).

Количество энергии, потребленной плиткой, рассчитывается по формуле: [ E = P \cdot t = 600 \, \text{Вт} \cdot 2400 \, \text{с} = 1,440,000 \, \text{Дж} ]

1. Рассчитаем КПД (коэффициент полезного действия) установки:

КПД определяется как отношение полезной энергии к затраченной энергии, выраженное в процентах: [ \text{КПД} = \left( \frac{Q}{E} \right) \times 100\% ]

Подставляем значения: [ \text{КПД} = \left( \frac{711,620}{1,440,000} \right) \times 100\% \approx 49.42\% ]

Таким образом, КПД установки составляет приблизительно 49.42%.

Для определения КПД установки необходимо сначала рассчитать количество теплоты, которое было передано воде для нагрева. Для этого воспользуемся формулой:

Q = mcΔT,

где Q - количество теплоты, m - масса воды, c - удельная теплоемкость воды (4,186 Дж/г*С), ΔT - изменение температуры.

m = 2000 г (масса воды в граммах), c = 4,186 Дж/г*С, ΔT = 100 - 15 = 85 градусов.

Q = 2000 г 4,186 Дж/гС * 85 = 709.72 кДж.

Теперь рассчитаем КПД установки, используя формулу:

η = (полученная мощность / затраченная мощность) * 100%,

где полученная мощность - количество теплоты, затраченное на нагрев воды (709.72 кДж), затраченная мощность - мощность электрической плитки (600 Вт * 40 минут = 24000 Дж = 24 кДж).

Η = (709.72 кДж / 24 кДж) * 100% = 2957.83%.

Таким образом, КПД установки составляет примерно 2957.83%.