Электрокипятильник со спиралью сопротивлением 160 Ом поместили


в воду при 20С и включили в сеть напряжением 220 В. Какая масса воды


была нагрета до кипения за 20 мин, если КПД кипятильника 70%?

Дано:

R = 160 Ом

Т1 = 20°С

Т2 = 100°С

U = 220 В

t = 20 мин

КПД = 70%

L = 2256 кДж/кг (табличное значение удельной теплоты парообразования)

с = 4,2 кДж/кг*°С (табличное значение удельной теплоёмкости воды)

-----------------

М воды - ?

Решение

Количество теплоты, выделяемое кипятильником за интервал времени 20 минут = 20*60 = 1200 секунд, равно Q = U²*Δt/R = 220²*1200/160 = 363 кДж.

Количество полезной теплоты, которая пошла на нагревание воды, равно 363*0,7 = 254,1 кДж. Оно потрачено на нагревание воды и её парообразование:

Q1 = с*Мводы*ΔТ + Мводы*L = 254,1 кДж, откуда Mводы = 254,1/(4,2*(100 - 20) + 2256) = 0,098 кг.