Учи ру Физика. Маша греет воду для чая в кружке с помощью кипятильника. Жидкость необходимо вскипятить за
10 мин , начальная температура воды равна 20∘
C , её объём — 200 мл , КПД кипятильника —
60% , напряжение сети, от которой он работает
200 В . Какая сила тока должна быть в кипятильнике?

Предыдущий
вопрос Следующий
вопрос

Для решения этой задачи нам понадобится формула для расчета мощности:
P = U * I,
где P - мощность кипятильника,
U - напряжение сети,
I - сила тока.

Мощность, необходимая для нагревания воды можно рассчитать по формуле:
Q = mcΔT,
где Q - теплота, необходимая для нагревания воды,
m - масса воды,
c - удельная теплоемкость воды,
ΔT - изменение температуры.

Удельная теплоемкость воды равна 4,18 Дж/(г*°C).
Масса воды равна 200 граммам (200 мл воды = 200 г).

ΔT = 100 °C - 20 °C = 80 °C.

Теперь можем рассчитать теплоту, необходимую для нагревания воды:
Q = 200 г 4,18 Дж/(г°C) * 80 °C = 67 040 Дж.

Теперь найдем мощность кипятильника. Поскольку КПД кипятильника равен 60%, то это означает, что он тратит только 60% от поданной на него мощности. Следовательно, мощность кипятильника равна:
P = Q / (t * КПД),
где t - время нагревания.

P = 67 040 Дж / (10 60 сек 0,6) = 185,77 Вт.

Теперь мы можем рассчитать силу тока, используя формулу мощности:
P = U * I.

I = P / U = 185,77 Вт / 200 В = 0,92885 А.

Ответ: Сила тока в кипятильнике должна быть около 0,93 А.