Zadanie

Zadanie. Moc prądu .

Prąd elektryczny o napięciu 220 V i natężeniu 3 A, przepływając przez element grzejny czajnika powoduje, że woda o masie 1,5 kg w czasie 15 min ogrzewa się do temperatury 20^oC do temperatury wrzenia. Ile procent energii idzie na ogrzanie wody, a ile rozprasza się?

Rozwiązanie

Dane

Ciepło właściwe wody:
Napięcie prądu:
Natężenie prądu:
Masa wody:
Czas:
Temperatura początkowa:
Temperatura końcowa:

Szukane

Rozwiązanie

Prąd elektryczny wykonuje pracę, która zamieniona zostaje na ciepło elementu grzejnego czajnika. Ilość ciepła wydzielonego określa prawo Joula

Ogrzewając wodę dostarczamy jej ciepła z elementu grzejnego czajnika powodując zmianę jej temperatury zgodnie z równaniem

Nie wszystkie jednak ciepło wytworzone przez element grzejny zostaje przekazane wodzie. Część ciepła oddawana jest do otoczenia, zostaje ono rozproszone. Ilość ciepła pobrana przez wodę
,
jest mniejsza od ciepła

wytworzonego przez prąd. Należy więc porównać ilość ciepła jakie wytwarza element grzejny oraz ilość ciepła jakie pobrała woda w czasie pracy grzejnika.

Stosunek

nazywa się sprawnością grzejnika.

Jeśli tą sprawność chcemy wyrazić w procentach, a tak chce nasze zadanie, to piszemy wówczas:

Podstawmy więc nasze dane:

 

Odpowiedź

Tylko 85% ciepła wytwarzanego przez grzejnik oddawane jest wodzie na zmianę jej energii wewnętrznej. Reszta 15% rozprasza się.

Dyskusja

 

Podstawa teoretyczna

Artykuły na stronie

Linki

...

Zadania z przedmiotu

Zadania z prądu