Question

В электрический чайник налито 0,6 л воды при 0 градусов.Через какой промежуток времени после его включения вся вода в чайнике выкипит?Сопротивление обмотки чайника 14,4 Ом, напряжение в сети 220 В, КПД 60%.

Answer 1

По закону сохранения энергии 0,6*U^2*t/R=m*(c*dt+L)
m=p*V=1000*0,6/1000=0,6 кг
t=m*(c*dt+L)*R/0,6*U^2=0,6*(4200*100+2,3*10^6)*14.4/0,6*220^2=809 c=13,5 мин

Answer 2

Для решения этой задачи, мы можем использовать закон Джоуля-Ленца, который гласит, что мощность, выделяемая на нагревание проводника, равна произведению сопротивления проводника на квадрат тока, протекающего через него: P = I^2 * R.

В данной задаче нам дано сопротивление обмотки чайника (R = 14,4 Ом), напряжение в сети (U = 220 В) и КПД (η = 60%). Мы должны найти промежуток времени, через который вся вода в чайнике выкипит.

Сначала найдем силу тока, протекающего через чайник, используя закон Ома: I = U / R = 220 В / 14,4 Ом ≈ 15,28 А.

Теперь найдем мощность, выделяемую на нагревание проводника: P = I^2 * R = (15,28 А)^2 * 14,4 Ом ≈ 3502,7 Вт.

Учитывая КПД, найдем эффективную мощность, выделяемую на нагревание воды: P_эфф = P * η = 3502,7 Вт * 0,6 ≈ 2101,6 Вт.

Теперь мы можем использовать формулу для расчета количества тепла, необходимого для нагревания воды: Q = m * c * ΔT, где m - масса воды, c - удельная теплоемкость воды, ΔT - изменение температуры.

Масса воды равна 0,6 л, что равно 600 г, удельная теплоемкость воды c = 4,18 Дж/г*°C (приближенно), а изменение температуры ΔT = 100°C (вода должна закипеть).

Теперь мы можем найти количество тепла, необходимого для нагревания воды: Q = 600 г * 4,18 Дж/г*°C * 100°C ≈ 250800 Дж.

Остается найти время, через которое вся вода выкипит. Для этого мы можем использовать формулу P = Q / t, где P - мощность, Q - количество тепла, t - время.

Таким образом, t = Q / P = 250800 Дж / 2101,6 Вт ≈ 119,36 секунды ≈ 2 минуты.

Таким образом, вся вода в чайнике выкипит примерно через 2 минуты после его включения.