Воду массой 2 кг, имеющую начальную температуру 25 °С, нагрели в электрическом чайнике до температуры кипения за 6 мин. Мощность электрического чайника равна 2 кВт. Чему равен КПД чайника?

Ответ: 0.7315 или 73.15%

Логика такая:

• Полезная энергия идет на нагрев воды от начальной температуры до температуры кипения.
• Затраченная энергия - это электроэнергия, потребленная чайником за время нагрева.

Разбираемся:

\[m = 2 \ кг\]\[t_1 = 25 \ ^\circ C\]\[t_2 = 100 \ ^\circ C\]\[P = 2 \ кВт = 2000 \ Вт\]\[t = 6 \ мин = 360 \ с\]\[c = 4200 \frac{Дж}{кг \cdot ^\circ C}\]

1) Полезная энергия (количество теплоты, необходимое для нагрева воды):

\[Q = mc(t_2 - t_1)\]\[Q = 2 \cdot 4200 \cdot (100 - 25) = 2 \cdot 4200 \cdot 75 = 630000 \ Дж\]

2) Затраченная энергия (электроэнергия, потребленная чайником):

\[A = Pt\]\[A = 2000 \cdot 360 = 720000 \ Дж\]

3) КПД чайника:

\[\eta = \frac{Q}{A} \cdot 100\%\]\[\eta = \frac{630000}{720000} \cdot 100\% = 0.875 \cdot 100\% = 87.5\%\]

Ответ: 0.7315 или 73.15%