Определи КПД электрочайника, в котором при силе тока 5 А и напряжении 150 В нагрелось 500 г воды от 20 °С до 100 °С за 15 минут. (Ответ округли до десятых.)

Решение:

Для начала определим количество теплоты, которое получил чайник, и количество теплоты, которое было израсходовано на нагрев воды.

1. Найдем количество теплоты, полученное водой (Q_воды):
   Масса воды \( m = 500 \text{ г} = 0.5 \text{ кг} \)
   Удельная теплоемкость воды \( c = 4200 \frac{\text{Дж}}{\text{кг} \cdot {^\circ \text{C}}} \)
   Изменение температуры \( \Delta T = 100 {^\circ \text{C}} - 20 {^\circ \text{C}} = 80 {^\circ \text{C}} \)
   \[ Q_{\text{воды}} = c \cdot m \cdot \Delta T = 4200 \frac{\text{Дж}}{\text{кг} \cdot {^\circ \text{C}}} \cdot 0.5 \text{ кг} \cdot 80 {^\circ \text{C}} = 168000 \text{ Дж} \]
2. Найдем количество теплоты, полученное чайником (Q_чайник), которое равно работе тока (A):
   Сила тока \( I = 5 \text{ А} \)
   Напряжение \( U = 150 \text{ В} \)
   Время \( t = 15 \text{ минут} = 15 \cdot 60 \text{ с} = 900 \text{ с} \)
   \[ A = Q_{\text{чайник}} = I \cdot U \cdot t = 5 \text{ А} \cdot 150 \text{ В} \cdot 900 \text{ с} = 675000 \text{ Дж} \]
3. Найдем КПД (коэффициент полезного действия) чайника:
   \[ \eta = \frac{Q_{\text{воды}}}{Q_{\text{чайник}}} \cdot 100\% \]
4. Рассчитаем КПД и округлим до десятых:
   \[ \eta = \frac{168000 \text{ Дж}}{675000 \text{ Дж}} \cdot 100\% \approx 0.24888... \cdot 100\% \approx 24.9\% \]

Ответ: 24.9 %.