Номер 19.11, страница 96 - гдз по физике 8 класс задачник Генденштейн, Кирик

Электромагнитные явления. 19. Домашние экспериментальные задания - номер 19.11, страница 96.

Условие.

19.11. Запишите по паспорту мощность домашнего электрического чайника (электро-кипятильника). Определите количество теплоты, выделяемое за 15 мин, а также стоимость потребляемой за это время электроэнергии.

Решение.

Поскольку в условии задачи не указана конкретная мощность электрического чайника и тариф на электроэнергию, для решения примем средние значения. Мощность большинства бытовых электрочайников составляет около 2000 Вт. Тариф на электроэнергию зависит от региона, для расчета возьмем условное значение 5 рублей за 1 кВт·ч.

Дано:

Мощность чайника, $P = 2000$ Вт

Время работы, $t = 15$ мин

Тариф на электроэнергию, $T = 5$ руб/(кВт·ч)

$t = 15 \text{ мин} = 15 \cdot 60 \text{ c} = 900 \text{ с}$

Найти:

Количество теплоты, $\text{Q}$ - ?

Стоимость электроэнергии, $\text{C}$ - ?

Решение:

Определите количество теплоты, выделяемое за 15 мин

Количество теплоты, которое выделяет нагревательный элемент чайника, равно работе, совершаемой электрическим током. Работу тока можно найти, зная мощность прибора и время его работы. Формула для расчета работы (и, соответственно, количества теплоты) выглядит следующим образом:

$Q = P \cdot t$

Подставим в формулу значения из условия, переведенные в систему СИ:

$Q = 2000 \text{ Вт} \cdot 900 \text{ с} = 1 800 000 \text{ Дж}$

Для удобства можно перевести джоули в мегаджоули (МДж):

$1 800 000 \text{ Дж} = 1.8 \text{ МДж}$

Ответ: за 15 минут чайник выделит 1.8 МДж теплоты.

Определите стоимость потребляемой за это время электроэнергии

Стоимость электроэнергии рассчитывается на основе потребленной энергии, выраженной в киловатт-часах (кВт·ч), и тарифа. Сначала найдем, сколько энергии ($\text{W}$) потребил чайник. Для этого переведем мощность в киловатты, а время — в часы.

$P = 2000 \text{ Вт} = 2 \text{ кВт}$

$t = 15 \text{ мин} = \frac{15}{60} \text{ ч} = 0.25 \text{ ч}$

Теперь рассчитаем потребленную энергию по формуле:

$W = P \cdot t$

$W = 2 \text{ кВт} \cdot 0.25 \text{ ч} = 0.5 \text{ кВт}\cdot\text{ч}$

Зная потребленную энергию и тариф, можем рассчитать стоимость ($\text{C}$):

$C = W \cdot T$

$C = 0.5 \text{ кВт}\cdot\text{ч} \cdot 5 \frac{\text{руб}}{\text{кВт}\cdot\text{ч}} = 2.5 \text{ руб}$

Ответ: стоимость потребленной за 15 минут электроэнергии составит 2.5 рубля.