Дано:
( \eta = 50\% = 0.5 ) (КПД плитки)
( \Delta T = 30 , ^\circ\text{C} ) (изменение температуры воды)
Найти: ( m ) (массу воды)
Решение:
1. КПД определяется как отношение полезной энергии к затраченной:
( \eta = \frac{Q_{\text{полезн}}}{Q_{\text{затр}}} )
2. Полезная энергия идет на нагрев воды:
( Q_{\text{полезн}} = m cdot c cdot \Delta T ), где ( c = 4200 , \frac{\text{Дж}}{\text{кг} cdot ^\circ\text{C}} ) (удельная теплоемкость воды)
3. Затраченная энергия – это энергия, потребляемая плиткой. Без информации о потребляемой мощности или затраченной энергии решение невозможно.
Предположим, что затраченная энергия ( Q_{\text{затр}} = 100000 , \text{Дж} ).
Тогда:
( 0.5 = \frac{m cdot 4200 , \frac{\text{Дж}}{\text{кг} cdot ^\circ\text{C}} cdot 30 , ^\circ\text{C}}{100000 , \text{Дж}} )
( m = \frac{0.5 cdot 100000 , \text{Дж}}{4200 , \frac{\text{Дж}}{\text{кг} cdot ^\circ\text{C}} cdot 30 , ^\circ\text{C}} = \frac{50000}{126000} , \text{кг} \approx 0.397 , \text{кг} )
Ответ: Если ( Q_{\text{затр}} = 100000 , \text{Дж} ), то ( m \approx 0.397 , \text{кг} ). Без информации о затраченной энергии решение невозможно.