Имеются два одинаковых электрических нагревателя. При параллельном соединении они нагревают 2 л воды на 80 °С за 3,5 мин. Чему равна мощность каждого нагревателя? Потерями энергии пренебречь.
Ответ
Дано
V = 2 л = 0,002 м3
ρ = 1000 кг/м3
c = 4200 Дж/(кг⋅°С)
τ = 210 с
Δt = 80 °С
Найти
P = ?
Решение
m = ρV
m = 1000 кг/м3 ⋅ 0,002 м3 = 2 кг
P = U2/R
отсюда сопротивление одного нагревателя равно
R = U2/P
закон сохранения энергии при нагревании воды при параллельном соединении двух спиралей
Q = Pдвухτ
или
cmΔt = U2/Rобщее ⋅ τ = 2U2/R ⋅ τ = 2Pτ
P = cmΔt/2τ
P = 4200 Дж/(кг⋅°С) ⋅ 2 кг ⋅ 80 °С/2 ⋅ 210 с = 1600 Вт
Ответ:
P = 1600 Вт