Методична розробка (8 клас НУШ) - лабораторна робота № 10 «Визначення ККД електричного нагрівника».
Тема уроку. Лабораторна робота „Визначення коефіцієнта корисної дії установки з електричним нагрівнико
Теоретичні відомості
Коефіцієнт корисної дії (ККД) нагрівника можна визначити як відношення корисної роботи до затраченої роботи : або , де Q1 - кількості теплоти, яку отримує речовина, наприклад, вода в посудині, Q - кількість теплоти, що виділяється нагрівником під час проходження електричного струму.
Кількість теплоти, яку отримає вода, можна визначити за формулою: Q1 = c × m × (t2 – t1), де c = 4200 – питома теплоємність води, m – маса води, t2 – температура, до якої нагрілася вода, t1 – початкова температура води. Кількість теплоти, що виділяється нагрівником під час проходження електричного струму можна розрахувати за законом Джоуля-Ленца: Q = I 2 × R × Dτ де I – сила струму в нагрівнику, R – опір нагрівника, Dτ – час нагрівання. Чисельно ця кількість теплоти дорівнює роботі струму за час нагрівання: Q = A = I × U × Dτ = P×Dτ.
Хід роботи:
1. У електрочайник налити 1500 мл води кімнатної температури.
2. Термометром виміряйте температуру води у електрочайнику. Розрахуйте масу налитої води.
3. Увімкніть електрочайник в електромережу 220 В, зафіксувавши час вмикання за годинником.
4. Нагрівши воду до температури 100 °С, (закипання води в електрочайнику) вимкніть електрочайник з електромережі. Визначте час нагрівання води до 100 оС.
5. За отриманими даними обчисліть: а) кількість теплоти, яку отримала вода, нагрівшись від температури t1 до температури t2. Порівняйте кількість теплоти, отриману водою Q1, та кількість теплоти, що виділилась у нагрівнику Q.
6. Обчисліть ККД нагрівника у відсотках (для цього отримане значення ККД потрібно помножити на 100 %). Зробіть висновки.
Практичне виконання лабораторної роботи;
1. Використано електрочайник марки CKARLET (MODEL NO CK-0503) потужністю 1850 Вт.
2. Залито в електрочайник 1500 мл води кімнатної температури.
3. Виміряно температуру води в електрочайнику – вода має початкову температуру +18 оС.
4. Ввімкнули електрочайник в електромережу 220 В і зафіксували на годиннику час ввімкнення.
5. При закипанні води в електрочайнику зафіксували час закипання і вимкнули електрочайник з електромережі, обчислили час для нагрівання води від +18 оС до +100 оС - Dτ.Dτ = 5 хвилин і 40 сек.
Проведемо обчислення;
Щоб виразити ККД у відсотках необхідно помножити на 100 %, тобто маємо коефіцієнт корисної дії рівний 82%.
При другій марці електрочайника отримаєм інші дані ККД.
Висновок: ККД = 82% добрий показник для електрочайника.
Лабораторна робота досить проста у виконанні і її можливо виконати і в домашніх умовах, але під наглядом дорослих.
