879. В алюминиевую кастрюлю массой 500 г налили 1,2 л воды температурой 15 °C и поставили греться на электроплитку мощностью 600 Вт. Через 1 ч 20 мин вода закипела и 0,5 л превратилось в пар. Каков КПД плитки?

Считаем, что вода и кастрюля нагрелись от 15 °C до 100 °C, а плотность воды равна 1 кг/л. Используем удельную теплоёмкость воды 4200 Дж/(кг·°C), алюминия 920 Дж/(кг·°C) и удельную теплоту парообразования воды 2,3·10⁶ Дж/кг.

Масса испарившейся воды — 0,5 кг. Полезная энергия складывается из энергии на нагрев всей воды и кастрюли и энергии на парообразование.

Нагрев воды: \(Q_1 = 4200 \cdot 1.2 \cdot (100-15) = 428\,400\) Дж.

Нагрев кастрюли: \(Q_2 = 920 \cdot 0.5 \cdot (100-15) = 39\,100\) Дж.

Парообразование: \(Q_3 = 2.3\cdot 10^6 \cdot 0.5 = 1\,150\,000\) Дж. Тогда \(Q_{пол} = Q_1 + Q_2 + Q_3 = 1\,617\,500\) Дж.

Время работы \(t = 1\) ч 20 мин = 4800 с. Затраченная энергия: \(A = Pt = 600 \cdot 4800 = 2\,880\,000\) Дж.

\(\eta = \frac{Q_{пол}}{A}\cdot 100\% = \frac{1\,617\,500}{2\,880\,000}\cdot 100\% \approx 56.2\%\).

Ответ: КПД плитки примерно 56%.