Witaj:)
To na początku rozwiążę to zadanie tak jak podano w treści, wypiszemy sobie dane i szukane:
[latex]Dane:\C_w=4189,9frac{J}{kg*K}\T_p=30C=273K+30K=303K\T_k=360K\Delta T=T_p-T_k=360-303=57K\U=230V\m=1900g=1,9kg\t=5min=300s[/latex]
Objaśnienie danych, Cw inaczej ciepło właściwe, mówiące ile energii należy dostarczyć aby ogrzać 1kg o 1K. Tp to temperatura początkowa, a Tk to temperatura końcowa, delta T, mówi o ile zmieniła się temperatura. U- to napięcie podane w Voltach, a m to masa po prostu.
Szukamy natężenia, oznaczanego literką "I" oraz mocy tego czajnika.
Moc urządzenia podajemy w Watach (W), 1 W=1 J/s, czyli można określić, że np urządzenie, na którym piszę, że ma 100W mocy, w ciągu jednej sekundy jest w stanie wykonać 100J pracy.
Wzór na moc:
[latex]P=frac{W}{t}[/latex]
Tutaj zastosujemy wzór z termodynamiki, by obliczyć ile energii należy dostarczyć, by ogrzać tą wodę. Praca jest tutaj równoznaczna z dostarczoną energią Q=W.
[latex]Q=m*Delta T*C_w\Q=1,9kg*4189,9frac{J}{kg*K}*57K=453766J[/latex]
Czyli mamy już wykonaną pracę, jaką wykonał czajnik. Teraz już łatwo obliczyć jego moc:
[latex]P=frac{W}{t}\P=frac{453766J}{300s}=1512,6W[/latex]
Oraz natężenie, także z prostego wzoru, również odnośnie mocy:
[latex]P=U*I\I=frac{P}{U}\I=frac{1512,6W}{230V}=6,57A[/latex]
=====================================
Tyle z tego zadania, teraz odnośnie obliczenia czasu, korzystamy z dokładnie z tych samych obliczeń, obliczyliśmy pracę W=453766J, mamy moc P=1512,6W, i ze wzoru na moc, którego używaliśmy wcześniej:
tylko trzeba go przekształcić, nic więcej:
[latex]P=frac{W}{t}/*t\Pt=W/P\t=frac{W}{P}\t=frac{453766J}{1512,6W}=300s=5min[/latex]
W razie wątpliwości, pisz:)
