10.61. Какой объем V воды можно вскипятить, затратив электрическую энергию W = З гВт*ч? Начальная температура воды t0 = 10°С..

10.63. На плитке мощностью W = 0,5 кВт стоит чайник, в который налит объем V = 1 л воды при t0 = 16 °С. Вода в чайнике закипела через время t = 20 мин после включения плитки. Какое количество теплоты Q потеряно при этом на нагревание самого чайника, на излучение и т. д.?
Решение:
Допустим, что потери тепла отсутствуют, тогда на нагревание воды до температуры кипения Tк потребовалось бы количество тепла:
Q1 = m*c*ΔT = V*ρ*c*(Tк Т0)
На самом деле было израсходовано тепла:
Q2 = P*τ.
Отсюда потери тепла составили Q = Q2 Q1 = P*τ - V*ρ*c*(Tк Т0) = 2,5*105 Дж.
Ответ: Q = 2,5*105 Дж.

10.61. Какой объем V воды можно вскипятить, затратив электрическую энергию W = З гВт*ч? Начальная температура воды t0 = 10°С.

10.62. Какую мощность Р потребляет нагреватель электрического чайника, если объем V = 1 л воды закипает через время τ = 5 мин? Каково сопротивление R нагревателя, если напряжение в сети U = 120 В? Начальная температура воды t0 = 13,5°С.

10.63. На плитке мощностью W = 0,5 кВт стоит чайник, в который налит объем V = 1 л воды при t0 = 16 °С. Вода в чайнике закипела через время t = 20 мин после включения плитки. Какое количество теплоты Q потеряно при этом на нагревание самого чайника, на излучение и т. д.?

10.64. Нагреватель электрической кастрюли имеет две одинаковые секции с сопротивлением R = 20 Ом каждая. Через какое время τ закипит объем V = 2,2 л воды, если: а) включена одна секция; б) обе секции включены последовательно; в) обе секции включены параллельно? Начальная температура воды t0 = 16°С, напряжение в сети U = 110 В, к.п.д. нагревателя η = 85%.

10.65. Нагреватель электрического чайника имеет две секции. При включении одной из них вода в чайнике закипит через время τ1 = 15 мин, при включении другой через время τ2 = 30 мин. Через какое время τ закипит вода в чайнике, если включить обе секции: а) последовательно; б) параллельно?

10.66. Нагреватель электрического чайника сопротивлением R1 включен в цепь, как показано на рисунке. Э.д.с. батареи ε = 120 В, сопротивление R2 = 10 Ом. Амперметр показывает ток I = 2 А. Через какое время τ закипит объем V = 0,5 л воды? Начальная температура воды t0 = 4°C. К.п.д. нагревателя η = 76%.

10.67. Калориметр имеет спираль сопротивлением R1, которая включена в цепь, как показано на рисунке. Э.д.с. батареи ε = 110В, к.п.д. спирали η = 80%. В калориметр налита масса m = 500 г керосина. Амперметр показывает ток I = 2 А, вольтметр показывает напряжение U = 10,8 В. Каково сопротивление R1 спирали? Найти удельную теплоемкость с керосина, если за время τ = 5 мин пропускания тока керосин нагрелся на ∆t = 5 °С. Каково сопротивление R2? Сопротивление вольтметра считать бесконечно большим.

10.68. Объем V = 4,5 л воды можно вскипятить, затратив электрическую энергию W = 0,5 кВт*ч. Начальная температура воды t0 = 23°С. Найти к.п.д. η нагревателя.

10.69. Для отопления комнаты пользуются электрической печью, включенной в сеть напряжением U = 120 В. Комната теряет в единицу времени количество теплоты QT = 87,08 МДж/сут. Требуется поддерживать температуру комнаты постоянной. Найти: а) сопротивление R печи; б) длину l нихромовой проволоки диаметром d = l мм, необходимой для обмотки такой печи; в) мощность Р печи.

10.70. Температура водяного термостата объемом V =1 л поддерживается постоянной при помощи нагревателя мощностью Р = 2 Вт. На нагревание воды тратится 80% этой мощности. На сколько понизится температура воды в термостате за время τ = 10 мин, если нагреватель выключить?

Валентина Сергеевна Волькенштейн