Лед массой 2 кг, находящийся при температуре плавления, растапливают на электроплитке. В электроплитке две спирали сопротивлением 20 Ом каждая соединены последовательно и включены в сеть 220 В. Весь лед растаял за 12 мин. Определите КПД процесса.
Задача на уравнение теплового баланса, Ну и попутно на законы Ома и Джоуля-Ленца. Хотя баланса тут всего ничего. Для плавления льда массой m находящегося при температуре плавления к нему необходимо подвести количество теплоты: (1) Где q- удельная теплота плавления льда q=335*10³ Дж/кг Дж При пропускании тока через проводник на нем за время Δt выделится количество теплоты: (2) I - ток через провдник (в Амперах) U - Напряжение на концах провдника (в Вольтах) Δt - Интервал временим (с) В нашем случае ток равен (3) R- сопротивление одной спирали. Две одинаковые соединены последовательно, значит суммарное сопротивление равно 2R=2*20=40 Ом. (4) Ну что ж, Подставляем числовые значения в (2) и с учетом (3) и (4) (не забываем 12мин=720с) ,получаем Q₂ Дж КПД Это отношение теоретически необходимых на плавление затрат теплоты к полным затратам. Т.е в нашем случае: ОТВЕТ: η≈0,77