2017-11-19
Вода массой $m = 3,6 кг$, оставленная в пустом холодильнике, за $T = 1 ч$ охладилась от температуры $t_{1} = 10^{ \circ} C$ до температуры $t_{2} = 0^{ \circ} C$. При этом холодильник отдавал в окружающее пространство тепло с мощностью $P = 300 Вт$. Какую мощность потребляет холодильник от сети? Удельная теплоёмкость воды известна.
Решение:
Количество теплоты $Q$, отданное холодильником в окружающее пространство, равно мощности теплоотдачи $P$, умноженной на время $T = 1 ч, Q = P \cdot T$. Электрическая энергия $E_{сеть}$, полученная холодильником от сети равна потребляемой мощности $P_{сеть}$, умноженной на время $T = 1 ч, E_{сеть} = P_{сеть} \cdot T$. Количество теплоты $Q_{охл}$, отданное охладившейся водой равно:
$Q_{охл} = cm (t_{1} - t_{2}) = 151,2 кДж$.
Холодильник забирает энергию у воды и у сети, а отдаёт энергию окружающей среде. Поэтому количество теплоты $Q$, отданное холодильником в окружающее пространство, равно электрической энергии, полученной от сети, плюс количеству теплоты, полученному от охлаждённой воды. $Q = E_{сеть} + Q_{охл}$, тогда
$P_{cеть} \cdot T = PT - Q_{охл}$ и $P_{cеть} = P - \frac{Q_{охл}}{T} = 300 - \frac{151200}{3600} = 258 Вт$.
Ответ. Холодильник потреблял из сети мощность 258 Вт.