Сопротивление нагревательного элемента электрического чайника (30ом) , чайник подключен в сеть с напряжением 220 (В) . Какую массу воды нагреет чайник за 1 минуту на 50 градусов. Тепловые потери при нагревании не учитывать (ОГЭ 26 задача)

Предыдущий
вопрос Следующий
вопрос

Для решения задачи воспользуемся уравнением теплового баланса:

P = U^2 / R = I^2 * R = Q / t,

где P - мощность нагревателя (в Вт), U - напряжение в сети (в В), R - сопротивление нагревательного элемента (в Ом), I - ток, протекающий через нагревательный элемент (в А), Q - количество теплоты, выделяемое нагревателем (в Дж), t - время нагревания (в секундах).

Из уравнения можно выразить количество теплоты:

Q = P * t.

Мощность нагревателя:

P = U^2 / R = 220^2 / 30 = 484 Вт.

За 1 минуту (60 секунд) количество теплоты, выделяемое нагревателем:

Q = 484 * 60 = 29040 Дж.

Для нагревания воды на Δt = 50 градусов потребуется определенное количество теплоты:

Q = m c Δt,

где m - масса воды (в г), c - удельная теплоемкость воды (4200 Дж/(кг*град)).

Так как известна масса воды (в г), можно выразить массу воды:

m = Q / (c Δt) = 29040 / (4200 50) = 0.138 кг = 138 г.

Следовательно, чайник за 1 минуту на 50 градусов нагреет 138 г воды.