Question

Кипитильник с сопротивлением 10 Ом опущенный в один литр воды,нагревает ее от 20 градусов до кипения при  напряжении 110 вольт Сколько времени займет этот процесс

Answer 1

Для решения данной задачи необходимо использовать закон Джоуля-Ленца, который выражает зависимость мощности тепловыделения от сопротивления, напряжения и времени.

Мощность тепловыделения (P) в данном случае равна I^2 * R, где I - сила тока, а R - сопротивление.

Для нахождения силы тока (I) используем закон Ома: I = U / R, где U - напряжение.

Тепловая емкость воды можно выразить как Q = m * c * ΔT, где m - масса воды, c - удельная теплоемкость воды, ΔT - изменение температуры.

В данной задаче масса воды равна 1 литру (1000 грамм), удельная теплоемкость воды принимается равной 4.18 Дж/(г*°C), а изменение температуры равно 80 градусов (от 20 до 100 градусов).

Тепловая мощность, выделяемая кипитильником, равна мощности тепловыделения, поэтому: P = I^2 * R = (U/R)^2 * R = U^2 / R

Таким образом, мощность тепловыделения равна 110^2 / 10 = 12100 Вт.

Для определения времени, необходимого для нагрева воды, используем формулу: t = Q / P, где Q - тепловая энергия, P - мощность тепловыделения.

Тепловая энергия (Q) равна Q = m * c * ΔT = 1000 * 4.18 * 80 = 334400 Дж.

Теперь можем найти время: t = 334400 / 12100 = 27.6 секунды.

Таким образом, процесс нагрева воды займет около 27.6 секунд.