Question

Скільки часу повинен працювати електричний чайник, щоб нагріти 0,5 л води від 20 °С до кипіння, якщо сила струму в мережі 1,2 А, а опір спіралі електрочайника — 260 Ом? Втратами енергії знехтувати. Як потрібно записати дано

Answer 1

Об'єм води (V) = 0,5 л = 0,5 кг (1 л води має масу 1 кг, оскільки густина води приблизно 1 кг/л).
Початкова температура (T1) = 20 °C = 293 K (перетворення в градуси Кельвіна: K = °C + 273).
Кінцева температура (T2) = 100 °C = 373 K (кипіння води).

Закон Джоуля-Ленца стверджує, що теплова енергія, виділена електричним струмом, рівна I^2 * R * t, де I - сила струму, R - опір і t - час.

Треба знайти час (t).

Тому записуючи дані:

Сила струму (I) = 1,2 А
Опір спіралі (R) = 260 Ом
Температура води на початку (T1) = 293 K
Температура води після нагрівання (T2) = 373 K
Маса води (m) = 0,5 кг

Отже, формула для розрахунку теплової енергії (Q) в даному випадку буде:

Q = m * c * ΔT

де c - питома теплоємність води (приблизно 4,18 кДж/(кг·К)),
ΔT - різниця температур (T2 - T1).

Тому, щоб нагріти воду до кипіння, необхідна теплова енергія буде:

Q = 0,5 * 4,18 * (373 - 293) = 0,5 * 4,18 * 80 ≈ 166,4 кДж.

Теплова енергія, виділена електричним струмом, рівна Q:

Q = I^2 * R * t

Заміщуємо відповідними значеннями:

166,4 кДж = (1,2 А)^2 * 260 Ом * t.

Тепер можна розв'язати рівняння щодо часу (t):

t = 166,4 кДж / [(1,2 А)^2 * 260 Ом].

Обчислюємо це:

t ≈ 166,4 кДж / [(1,2 А)^2 * 260 Ом].

Отриману величину т можна перетворити в секунди,

Answer 2

To calculate the time it takes for an electric kettle to heat 0.5 liters of water from 20°C to boiling, we can use the formula:

Time = Energy / Power

First, let's calculate the energy required to heat the water. The specific heat capacity of water is approximately 4.18 J/g°C. Since we have 0.5 liters of water, which is equivalent to 500 grams, and we want to heat it from 20°C to 100°C (boiling point), the energy required can be calculated as follows:

Energy = Mass × Specific Heat Capacity × Temperature Difference

Energy = 500 g × 4.18 J/g°C × (100°C - 20°C)

Energy = 500 g × 4.18 J/g°C × 80°C

Energy = 167,200 J

Next, let's calculate the power of the electric kettle. Power is given by the formula:

Power = Voltage × Current

Since the resistance of the kettle's heating element is given as 260 Ohms, we can use Ohm's law to calculate the current:

Current = Voltage / Resistance

Given that the current in the circuit is 1.2 A and the resistance is 260 Ohms, we can calculate the voltage:

Voltage = Current × Resistance

Voltage = 1.2 A × 260 Ohms

Voltage = 312 V

Now that we have the power, we can calculate the time using the formula mentioned earlier:

Time = Energy / Power

Time = 167,200 J / (312 V × 1.2 A)

Time ≈ 447 seconds

Therefore, it would take approximately 447 seconds, or about 7 minutes and 27 seconds, for the electric kettle to heat 0.5 liters of water from 20°C to boiling, given a current of 1.2 A and a resistance of 260 Ohms.

Answer 3

To calculate the time required for an electric kettle to heat 0.5 liters of water from 20°C to boiling, we can use the formula:

Time = Energy / Power

First, let's calculate the energy required to heat the water. The specific heat capacity of water is approximately 4.18 J/g°C. Since we have 0.5 liters of water, which is equivalent to 500 grams, and we want to raise the temperature by (100 - 20) = 80°C, the energy required can be calculated as:

Energy = mass * specific heat capacity * temperature difference

Energy = 500 g * 4.18 J/g°C * 80°C

Now, let's calculate the power of the electric kettle. The power can be calculated using Ohm's law:

Power = Current * Voltage

Since the current is given as 1.2 A and the resistance of the kettle's heating element is given as 260 Ω, we can calculate