Две одинаковые спирали электроплитки соединены последовательно и включены в сеть с напряжением 220 В.каково сопротивление каждой спирали если на этой плитке через 140 с закипает вода массой 1 кг.начальная температура воды была равна 20 С

Предыдущий
вопрос Следующий
вопрос

Для решения этой задачи, используем уравнение теплового баланса:

Q = mcΔT,

где Q - количество тепла, необходимое для закипания воды, m - масса воды, c - удельная теплоёмкость воды, ΔT - изменение температуры.

Известно, что удельная теплоёмкость воды c = 4200 Дж/(кг·К).

Найдем количество тепла для закипания 1 кг воды:

Q = 4200 Дж/(кг·К) 1 кг (100 - 20) K = 336000 Дж.

Это количество тепла равно работе, совершаемой электроплиткой за время закипания:

Q = UIt,

где U - напряжение, I - сила тока, t - время.

Поскольку спирали соединены последовательно, то сопротивление каждой спирали можно найти по формуле:

R = U/I.

Также известно, что время закипания t = 140 с.

Имеем две спирали, поэтому для каждой из них выполняются равенства:

R1 = U/I1, R2 = U/I2, R = R1 + R2.

Умножим оба равенства на t:

R1 t = U t / I1, R2 t = U t / I2.

Сложим полученные равенства:

R1 t + R2 t = U t (1/I1 + 1/I2).

Так как R = R1 + R2 и U * t = Q, то:

R = U * t / I = Q / I, 1/I = R / U.

Таким образом, получаем окончательное выражение для сопротивления каждой спирали:

R = Q * (1/R1 + 1/R2).

Тогда:

336000 Дж = 220 В I 140 с, где I - сила тока для одной спирали.

I = 336000 Дж / (220 В * 140 с) ≈ 0,107 A.

Теперь подставим известные величины в уравнение:

R = 336000 Дж / (220 В * 0,107 A) = 1425 Ом.

Ответ: сопротивление каждой спирали равно 1425 Ом.