Сколько времени потребуется электрическому нагревателю, чтобы довести до кипения 2,2 кг воды, начальная температура которой 10 °С? Сила тока в нагревателе 7 А, напряжение в сети 220 В, КПД нагревателя равен 45%.

m = 2,2 кг.

C = 4200 Дж/кг*°C.

t1 = 10 °C.

t2 = 100 °C.

I = 7 А.

U = 220 В.

КПД = 45 %.

T - ?

КПД = Ап * 100 % / Аз.

Аз = I * U * T, где I - сила тока в нагревателе, U - напряжение в нагревателе, T - время работы нагревателя.

Ап = C * m * (t2 - t1), где C - удельная теплоёмкость воды, m - масса нагретой воды, t2, t1 - конечная и начальная температура воды.

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

Время нагревания воды Т будет определяться формулой: T = C * m * (t2 - t1) * 100 % / I * U * КПД.

T = 4200 Дж/кг*°C * 2,2 кг * (100 °C - 10 °C) * 100 % / 7 А * 220 В * 45 % = 1200 с = 20 мин.

Ответ: для нагревания воды необходимо время T = 20 мин.