Специальность: 23.02.07 «Техническое обслуживание и ремонт двигателей, систем и агрегатов автомобилей» Курс 2 Семестр 4 ОПД 03. «Электротехника и электроника» Экзаменационный билет №5 1. Электромагнетизм. 2. Закон электромагнитной индукции. 3. Какую массу воды можно нагреть от 20 °С до 80°С за счет энергии, потребляемой за 10 мин чайником, включенным в сеть напряжением 220 В при силе тока 2 А? Удельная теплоемкость воды 4200 Дж/(кг·°C). Экзаменатор Талибова Э.А.

Решение:

1. Дано:




• Температура начальная: \( T_1 = 20 ^C \)


• Температура конечная: \( T_2 = 80 ^C \)


• Время: \( t = 10 \text{ мин} = 10 \cdot 60 = 600 \text{ с} \)


• Напряжение: \( U = 220 \text{ В} \)


• Сила тока: \( I = 2 \text{ А} \)


• Удельная теплоемкость воды: \( c = 4200 \frac{\text{Дж}}{\text{кг} \cdot ^C} \)




2. Найти: Массу воды \( m \).


3. Формулы:




• Количество теплоты, необходимое для нагрева воды: \( Q = c \cdot m \cdot (T_2 - T_1) \)


• Работа (энергия), потребляемая чайником: \( A = U \cdot I \cdot t \)


• Приравниваем количество теплоты и работу: \( Q = A \)




4. Решение:




1. Рассчитаем количество теплоты, необходимое для нагрева воды: \( Q = 4200 \cdot m \cdot (80 - 20) = 4200 \cdot m \cdot 60 \)


2. Рассчитаем работу, потребляемую чайником: \( A = 220 \cdot 2 \cdot 600 = 264000 \text{ Дж} \)


3. Приравняем \( Q \) и \( A \), чтобы найти массу \( m \):




• \( 4200 \cdot m \cdot 60 = 264000 \)


• \( 252000 \cdot m = 264000 \)


• \( m = \frac{264000}{252000} \)


• \( m ≈ 1.048 \text{ кг} \)

Ответ: Можно нагреть примерно 1.05 кг воды.