Решение: КПД электрического конвектора
Статья к заданиюЭлектрический конвектор
Настенный электрический конвектор используется для обогрева помещений.
Принцип работы электрического конвектора достаточно прост. Конвектор – прибор, в котором теплопередача происходит за счёт естественного движения воздуха – конвекции: холодный воздух, вступая в контакт с электрическим нагревательным элементом, увеличивает собственную температуру, становится легче и выходит через фронтальную решётку, которая обеспечивает отличное распределение тепла по всему помещению. За счёт циркуляции воздух в пространстве комнаты очень быстро прогревается.
Используя материал о работе настенного электрического конвектора, объясните, что означает его коэффициент полезного действия, равный 95%, с точки зрения преобразования энергии.
Решение по шагам
3 шагаЭлектрический конвектор получает электрическую энергию и преобразует её главным образом во внутреннюю энергию нагревательного элемента, а затем в тепловую энергию воздуха и помещения.
КПД 95% означает, что полезная тепловая энергия составляет 95% от всей затраченной электрической энергии.
$$$\eta = 95\%$$$Например, при затрате 100 Дж электрической энергии около 95 Дж используются для нагревания помещения. Оставшиеся 5 Дж не дают полезного нагрева помещения и рассеиваются в окружающей среде или расходуются на другие процессы.
$$$E_{\text{полезн.}} = 0{,}95E_{\text{затрач.}},\quad E_{\text{потерь}} = 0{,}05E_{\text{затрач.}}$$$КПД 95% означает, что из всей потреблённой электрической энергии 95% превращается в полезную тепловую энергию, идущую на обогрев помещения, а 5% составляют потери.
Этот ответ получен в разборе, но не сверен с официальным ключом из банка — проверьте выкладки, прежде чем заучивать результат.
Где здесь ошибаются
Утверждают, что конвектор преобразует в тепло только 5% энергии.
Путают КПД с температурой или мощностью прибора.
Не объясняют, что происходит с оставшимися 5% энергии.
Указывают, что потери энергии полностью исчезают, хотя энергия сохраняется и переходит в другие формы.