7. На электрической плитке мощностью 600 Вт 2 л воды нагревается от 15 °С до 100 °С за 40 мин. Определить КПД установки. с = 4200 Дж/(кг· °С).

Дано:

• P = 600 Вт
• V = 2 л
• ρ (воды) ≈ 1 кг/л
• t₁ = 15 °C
• t₂ = 100 °C
• t = 40 мин = 2400 с
• c = 4200 Дж/(кг· °С)

Найти:

• η — ?

Решение:

1. Найдем массу воды:
   m = V * ρ = 2 л * 1 кг/л = 2 кг.
2. Найдем количество теплоты, необходимое для нагрева воды (полезная работа):
   Q_пол = c * m * (t₂ - t₁) = 4200 Дж/(кг· °С) * 2 кг * (100 °C - 15 °C) = 4200 * 2 * 85 = 714000 Дж.
3. Найдем количество теплоты, выделившееся от электроплитки (затраченная работа):
   Q_зам = P * t = 600 Вт * 2400 с = 1440000 Дж.
4. Найдем КПД установки:
   η = (Q_пол / Q_зам) * 100%
   η = (714000 Дж / 1440000 Дж) * 100% ≈ 49,6%

Ответ: ≈ 49,6%