Конечно, давайте решим эту задачу шаг за шагом.

Шаг 1: Найдем количество теплоты, необходимое для нагрева воды.

Для этого используем формулу для расчета количества теплоты (Q), необходимого для нагрева воды: Q = m * c * ΔT, где: - m = 2,5 кг (масса воды), - c = 4200 Дж/(кг·°С) (удельная теплоемкость воды), - ΔT = Tконечная - Тначальная = 100 °С - 10 °С = 90 °С (изменение температуры). Теперь подставим значения в формулу: Q = 2,5 кг * 4200 Дж/(кг·°С) * 90 °С.

Шаг 2: Проведем вычисления.

Q = 2,5 * 4200 * 90. Сначала умножим 2,5 на 4200: 2,5 * 4200 = 10500. Теперь умножим 10500 на 90: 10500 * 90 = 945000 Дж. Итак, количество теплоты, необходимое для нагрева воды, равно 945000 Дж.

Шаг 3: Найдем полезную мощность нагревателя.

КПД (коэффициент полезного действия) нагревателя составляет 60%, что означает, что только 60% энергии, потребляемой нагревателем, преобразуется в тепло. Полезная мощность (Pполезная) рассчитывается по формуле: Pполезная = КПД * Pпотребляемая, где Pпотребляемая - мощность, которую потребляет нагреватель.

Шаг 4: Найдем время в секундах.

Время работы нагревателя составляет 15 минут. Переведем это время в секунды: 15 минут = 15 * 60 = 900 секунд.

Шаг 5: Найдем полную мощность, необходимую для нагрева воды.

Полезная мощность также можно выразить через количество теплоты и время: Pполезная = Q / t. Подставим значения: Pполезная = 945000 Дж / 900 с = 1050 Вт.

Шаг 6: Найдем потребляемую мощность.

Теперь, зная полезную мощность, можем найти потребляемую мощность: Pпотребляемая = Pполезная / КПД. КПД в десятичной форме равен 0,6 (60% = 0,6). Подставим значения: Pпотребляемая = 1050 Вт / 0,6 = 1750 Вт.

Шаг 7: Найдем напряжение в электрической сети.

Используем закон Ома для расчета напряжения (U): U = P / I, где P - мощность, I - сила тока. Подставим значения: U = 1750 Вт / 7 А.

Шаг 8: Проведем вычисления.

U = 250 В. Таким образом, напряжение в электрической сети составляет 250 В.