Сколько времени потребуется для закипания воды в том же сосуде (с той же массой), если обе спирали электрокипятильника

Для начала рассмотрим ситуацию, когда обе спирали будут включены параллельно.

Когда спирали подключены параллельно, их сопротивления складываются по формуле:

\[
R_{\text{пар}} = \frac{1}{{\frac{1}{{R_1}} + \frac{1}{{R_2}}}}
\]

Где \(R_{\text{пар}}\) - сопротивление параллельного соединения, \(R_1\) и \(R_2\) - сопротивления первой и второй спиралей соответственно.

Величина тока, протекающего через параллельное соединение спиралей, определяется законом Ома:

\[
I_{\text{пар}} = \frac{U}{R_{\text{пар}}}
\]

Где \(I_{\text{пар}}\) - ток через параллельное соединение, \(U\) - напряжение на спиралях.

Известно, что мощность нагревателя можно выразить через сопротивление и ток следующим образом:

\[
P = U \cdot I
\]

Таким образом, мощность нагревателя при параллельном соединении спиралей будет равна:

\[
P_{\text{пар}} = U \cdot I_{\text{пар}} = U \cdot \frac{U}{R_{\text{пар}}}
\]

Получив мощность нагревателя при параллельном соединении, мы можем использовать закон сохранения энергии, чтобы найти временной интервал, необходимый для закипания воды.

Мощность нагревателя равна произведению количества тепла, необходимого для закипания воды, на время, необходимое для этого:

\[
P_{\text{пар}} \cdot t_{\text{пар}} = Q_{\text{пар}}
\]

Количество тепла, необходимое для закипания воды, можно найти с помощью формулы:

\[
Q_{\text{пар}} = m \cdot c \cdot \Delta T
\]

Где \(m\) - масса воды, \(c\) - удельная теплоемкость воды, \(\Delta T\) - изменение температуры (в данном случае, разность между температурой закипания и начальной температурой).

Теперь рассмотрим ситуацию, когда обе спирали будут включены последовательно.

Когда спирали подключены последовательно, их сопротивления складываются просто по формуле:

\[
R_{\text{посл}} = R_1 + R_2
\]

Величина тока через последовательное соединение спиралей будет определяться также законом Ома:

\[
I_{\text{посл}} = \frac{U}{R_{\text{посл}}}
\]

Мощность нагревателя при последовательном соединении спиралей будет равна:

\[
P_{\text{посл}} = U \cdot I_{\text{посл}} = U \cdot \frac{U}{R_{\text{посл}}}
\]

Для определения временного интервала необходимого для закипания воды, мы можем использовать те же формулы и принципы, как и в случае с параллельным соединением.

Теперь, когда у нас есть основные формулы и принципы для решения задачи, мы можем перейти к конкретным числам (массе воды, сопротивлениям спиралей, напряжению и удельной теплоемкости воды), чтобы найти точные ответы на вопросы о временных интервалах, необходимых для закипания воды в обоих случаях.