Какое время потребуется для нагрева 1,5 кг воды от 23 С до кипения в электрическом чайнике, если спираль чайника рассчитана на силу тока 5 А и имеет сопротивление 44 Ом?

Физика 11 класс Электрические цепи и Joule-Lenz закон время нагрева воды нагрев воды в чайнике электрический чайник Сила тока сопротивление спирали физика 11 класс расчёт времени нагрева температура кипения воды Новый

Чтобы рассчитать время, необходимое для нагрева воды, нам нужно выполнить несколько шагов. Во-первых, мы определим, сколько тепла требуется для нагрева воды, а затем найдем мощность, которую выдает чайник, и, наконец, используем эти данные для вычисления времени.

Шаг 1: Определение количества теплоты

Количество теплоты, необходимое для нагрева воды, можно рассчитать по формуле:

Q = mcΔT

• m - масса воды (1,5 кг)
• c - удельная теплоемкость воды (около 4200 Дж/(кг·°C))
• ΔT - изменение температуры (конечная температура - начальная температура)

В нашем случае:

• Конечная температура = 100 °C (кипение)
• Начальная температура = 23 °C
• ΔT = 100 °C - 23 °C = 77 °C

Теперь подставим значения в формулу:

Q = 1,5 кг * 4200 Дж/(кг·°C) * 77 °C

Q = 1,5 * 4200 * 77 = 486300 Дж

Шаг 2: Определение мощности чайника

Мощность электрического чайника можно рассчитать по формуле:

P = I²R

• I - сила тока (5 А)
• R - сопротивление (44 Ом)

Подставим значения:

P = (5 А)² * 44 Ом = 25 * 44 = 1100 Вт

Шаг 3: Определение времени

Теперь мы можем рассчитать время, необходимое для нагрева воды, используя формулу:

t = Q / P

Подставим значения:

t = 486300 Дж / 1100 Вт

t ≈ 442,09 секунд

Ответ:

Время, необходимое для нагрева 1,5 кг воды от 23 °C до кипения, составляет примерно 442 секунды, или около 7 минут и 22 секунд.