Электрический нагреватель за 7 минут доводит до кипения 10 кг воды, начальная температура которой равна 20 градусов цельсия. Какова сила тока в его нагревательном элементе, если напряжение в сети 220 В? КПД нагревателя 90%.

m = 10 кг.

КПД = 90 %.

U = 220 В.

Т = 7 мин = 420 с.

t1 = 20 °C.

t2 = 100 °C.

С = 4200 Дж/кг*°C.

I - ?

Коэффициент полезного действия КПД показывает, какая часть затраченной энергии Езат в процентах переходит в полезную Епол: КПД = Епол * 100 % / Езат, где Епол - количество теплоты, которое пошло на нагревание воды, Езат - количество теплоты, которое выделяется в нагревателе.

Епол = C * m * (t2 - t1).

Езат = I * U * Т.

КПД = C * m * (t2 - t1) * 100 % / I * U * Т.

Величина силы тока I будет определятся формулой: I = C * m * (t2 - t1) * 100 % / КПД * U * Т.

I = 4200 Дж/кг*°C * 10 кг * (100 °C - 20 °C) * 100 % / 90 % * 220 В * 420 с = 40,4 А.

Ответ: в нагревательном элементе сила тока составляет I = 40,4 А.