Определи КПД электрочайника, в котором при силе тока 4 А и напряжении 120 В нагрелось 720 г воды от 20 °С до 100 °С за 20 минут. (Ответ округли до десятых.)

Ответ: 77.8%

Пошаговое решение:

1. Шаг 1: Расчет количества теплоты, необходимого для нагрева воды

   Для начала, определим количество теплоты (\(Q\)), необходимое для нагрева воды от 20°C до 100°C. Используем формулу:

   \[Q = mcΔT\]

   где:

   • \(m\) – масса воды (720 г = 0.72 кг)
   • \(c\) – удельная теплоемкость воды (4200 Дж/(кг·°C))
   • \(ΔT\) – изменение температуры (100°C - 20°C = 80°C)

   Подставим значения:

   \[Q = 0.72 \cdot 4200 \cdot 80 = 241920 \text{ Дж}\]
2. Шаг 2: Расчет электроэнергии, потребленной чайником

   Теперь рассчитаем электроэнергию (\(E\)), потребленную чайником за 20 минут. Используем формулу:

   \[E = U \cdot I \cdot t\]

   где:

   • \(U\) – напряжение (120 В)
   • \(I\) – сила тока (4 А)
   • \(t\) – время (20 минут = 1200 секунд)

   Подставим значения:

   \[E = 120 \cdot 4 \cdot 1200 = 576000 \text{ Дж}\]
3. Шаг 3: Расчет КПД электрочайника

   КПД (\(η\)) рассчитывается как отношение полезной энергии (теплоты, необходимой для нагрева воды) к затраченной энергии (электроэнергии, потребленной чайником):

   \[η = \frac{Q}{E} \cdot 100\%\]

   Подставим значения:

   \[η = \frac{241920}{576000} \cdot 100\% = 42.0\%\]

Ответ: 42.0%