За какое время можно нагреть в электрическом чайнике 1,5 кг воды от 23 °С до кипения, включив его в сеть, если спираль чайника рассчитана на силу тока 5 А, а ее сопротивление равно 44 Ом? Потерями энергии пренебречь.

Предыдущий
вопрос Следующий
вопрос

Для решения этой задачи воспользуемся законом Ома, законом сохранения энергии и формулой для расчета тепловой энергии:

R = U / I, где R - сопротивление спирали чайника (44 Ом), U - напряжение сети (220 В), I - сила тока, протекающего через спираль.

I = U / R = 220 В / 44 Ом = 5 А

Энергия, необходимая для нагрева воды, может быть определена по формуле:

Q = mcΔt, где Q - тепловая энергия, m - масса воды (1,5 кг = 1500 г), c - удельная теплоемкость воды (4,186 Дж/(г·°C)), Δt - изменение температуры (до кипения 100 °C, изначально 23 °C).

Q = 1500 г 4,186 Дж/(г·°C) (100 °C - 23 °C) = 438006 Дж

Энергия, выделяемая в нагревателе, равна произведению напряжения на силу тока и времени:

E = UI*t

Следовательно, время нагрева равно:

t = Q / UI = 438006 Дж / (220 В * 5 А) = 396.37 с ≈ 396 с

Ответ: Время, необходимое для нагрева 1,5 кг воды от 23 °С до кипения в электрическом чайнике, составляет около 396 с.