200v ও 1000W নিমজ্জক হিটার 15 মিনিটে কিছু পানির 25°C তাপমাত্রা হতে 100°C এ বৃদ্ধি করে। হিটারের কর্মদক্ষতা 90% হলে পানির পরিমান কত ? ( পানির আঃ তাপ = 4200 )

200V এবং 1000W নিমজ্জক হিটার 15 মিনিটে পানির পরিমাণ নির্ণয়:

দেওয়া তথ্য:

• ভোল্টেজ (V) = 200 V
• শক্তি (P) = 1000 W
• সময় (t) = 15 মিনিট = 900 সেকেন্ড
• প্রাথমিক তাপমাত্রা (T₁) = 25 °C
• চূড়ান্ত তাপমাত্রা (T₂) = 100 °C
• পানির আয়তনীয় তাপ (c) = 4200 J/(kg·K)
• হিটারের কর্মক্ষমতা (η) = 90%

সমাধান:

1. প্রথমে, আমাদের হিটার দ্বারা সরবরাহ করা মোট শক্তি (E) নির্ণয় করতে হবে।

E = P × t

E = 1000 W × 900 s

E = 900000 J

2. এরপর, আমাদের কার্যকর শক্তি (E_useful) নির্ণয় করতে হবে, যা হিটারের কর্মক্ষমতার সাথে মূল শক্তির গুণফল।

E_useful = η × E

E_useful = 0.90 × 900000 J

E_useful = 810000 J

3. এখন, আমরা পানির তাপমাত্রা বৃদ্ধির জন্য প্রয়োজনীয় শক্তি (Q) নির্ণয় করতে পারি।

Q = mcΔT

Q = m × 4200 J/(kg·K) × (100 °C - 25 °C)

Q = m × 4200 J/(kg·K) × 75 °C

Q = 315000 m J

4. অবশেষে, আমরা পানির ভর (m) নির্ণয় করতে পারি।

m = E_useful / Q

m = 810000 J / 315000 J/kg

m ≈ 2.57 kg

উত্তর:

200V এবং 1000W নিমজ্জক হিটার 15 মিনিটে 2.57 kg পানির তাপমাত্রা 25°C থেকে 100°C এ বৃদ্ধি করতে পারে।