№813 ГДЗ Рымкевич 10-11 класс (Физика)

Задача

Рассмотрим вариант решения задания из учебника Рымкевич 10-11 класс, Дрофа: Электрокипятильник со спиралью сопротивлением R = 160 Ом поместили в сосуд, содержащий воду массой 0,5 кг при 20 °С, и включили в сеть напряжением 220 В. Какая масса воды выкипит за 20 мин, если КПД кипятильника 80%?

Подробный ответ

Количество теплоты, которое нужно сообщить воде, чтобы нагреть её до кипения и испарить часть массы, равно

$$Q=cm(100-T_1)+rm_1,$$

где $$m_1$$ — масса выкипевшей воды.

Электроэнергия, выделившаяся в кипятильнике за время $$\Delta t$$:

$$W=UI\Delta t=\frac{U^2}{R}\Delta t.$$

С учётом КПД:

$$\eta=\frac{Q}{W}=\frac{cm(100-T_1)+rm_1}{\frac{U^2}{R}\Delta t}.$$

Отсюда

$$m_1=\frac{\eta U^2\Delta t-cmR(100-T_1)}{rR}.$$

Подставим данные:

$$ m_1=\frac{0{,}8\cdot 220^2\cdot 1200-4190\cdot 0{,}5\cdot 160\cdot (100-20)}{2{,}3\cdot 10^6\cdot 160} $$