77. Электрический нагреватель за 20 мин доводит до кипения 2,2 кг воды, начальная температура которой равна 10 °С. Сила тока в нагревателе равна 7 А, КПД нагревателя равен 45%. Чему равно напряжение в электрической сети, в которую включён нагреватель?

Решение: Дано: t = 20 мин = 1200 с (время нагрева) m = 2.2 кг (масса воды) t₁ = 10 °C (начальная температура воды) t₂ = 100 °C (температура кипения воды) I = 7 А (сила тока) η = 0.45 (КПД нагревателя) c = 4200 Дж/(кг·°C) (удельная теплоемкость воды) Найти: U (напряжение) 1. Определяем количество теплоты, необходимое для нагрева воды: Q = m * c * (t₂ - t₁) = 2.2 кг * 4200 Дж/(кг·°C) * (100 °C - 10 °C) = 2.2 * 4200 * 90 = 831600 Дж 2. Определяем полезную энергию, затраченную нагревателем: W_полезн = Q = 831600 Дж 3. Определяем полную энергию, потребленную нагревателем: W_полн = W_полезн / η = 831600 Дж / 0.45 ≈ 1848000 Дж 4. Полная энергия, потребленная нагревателем, равна W_полн = U * I * t 5. Выражаем напряжение U: U = W_полн / (I * t) = 1848000 Дж / (7 А * 1200 с) ≈ 220 В Ответ: Напряжение в электрической сети равно примерно 220 В.