Question

За какое время можно нагреть в электрическом чайнике 1,5 кг воды от 23 °С до кипения, включив его в сеть, если спираль чайника рассчитана на силу тока 5 А, а ее сопротивление равно 44 Ом? Потерями энергии пренебречь.

Answer 1

Мощность, рассеиваемая на нагрузке с R = 44 Ом при токе I = 5 А равна
P = I^2*R; Теплота, выделившаяся на нагрузке, равна
Q = P*t = I^2*R*t.
С другой стороны, нам требуется количество теплоты, которое нагреет m = 1.5 кило воды c удельной теплоёмкостью C = 4200 от начальной температуры T1 = 23 до температуры кипения T2=100 :
Q = C*m*(T2 - T1)
Приравняем то количество теплоты, что выделится на электроплитке к тому количеству теплоты, которое поглотится при нагреве воды (нам же сказали, что потери учитывать не нужно).
C*m*(T2 - T1) = I^2*R*t.
Решая уравнение относительно t получим:
t = (C*m*(T2 - T1))/(I^2*R) = 4200*1.5*77/(25*44) = 441 сек (7,4 минут)