Question

две спирали электроплитки сопротивлением по 10 ом каждая соединены последовательно и включены в сеть.Найти напряжение если вода

массой 1 кг закипит на этой плтике через 174 с начальная температура воды равна 20*с а КПД=80% (полезной считается энергия,необходимая для нагревания воды)

Answer 1

Полная мощность затрачиваемая для нагрева воды:
$P=\frac{cm\Delta T}{\eta t}$, где $c=4200$ Дж/кг - удельная теплоемкость воды, m=1 кг - масса воды, $\Delta T=100-20=80^0C$ - изменение температуры воды от начальной до точки кипения, $\eta=0.8$ - КПД нагрева, t=174 с. С другой стороны электрическая мощность рассеиваемая в цепи: $P=\frac{U^2}{R}$, где U - искомое эффективное напряжение, R - сопротивление электроплитки. При последовательном соединении сопротивления складываются, поэтому R=10+10=20 Ом. Приравнивая электрическую и тепловую мощности получаем выражение для напряжения: $U=\sqrt{\frac{Rcm\Delta T}{\eta t}}$. Подставляем и получаем U=220 В с точностью до десятых.