Сколько воды можно нагреть от 30 °С до кипения, за 5 мин включив его в сеть, если спираль чайника рассчитана на силу тока 5 А, а ее сопротивление равно 44 Ом? Потерями энергии пренебречь. удельная теплоемкость воды С=4200Дж/(кг ºК)

Предыдущий
вопрос Следующий
вопрос

Для решения данной задачи необходимо определить количество теплоты, необходимое для нагревания воды от 30 °C до кипения, а затем определить количество электрической энергии, которая потребуется для этого.

Определяем количество теплоты Q, необходимое для нагревания воды от 30 °C до 100 °C:
Q = m C ΔT,
где m - масса воды, C - удельная теплоемкость воды, ΔT - изменение температуры.

Пусть масса воды равна 1 кг, тогда ΔT = 100 °C - 30 °C = 70 °C.
Q = 1 кг 4200 Дж/(кг ºК) 70 ºК = 294000 Дж.

Определяем количество электрической энергии W, которое выделится в спираль чайника за 5 минут:
W = U I t,
где U - напряжение цепи, I - сила тока, t - время.

По закону Ома находим напряжение U:
U = I * R,
где R - сопротивление спирали чайника.

U = 5 А * 44 Ом = 220 В.

W = 220 В 5 А 5 мин * 60 с/мин = 33000 Дж.

Таким образом, можно нагреть 33000 / 294000 = 0,1125 кг воды от 30 °C до кипения, подключив чайник к сети на 5 минут.