Сколько времени (t3) потребуется, чтобы вода полностью испарилась из электросамовара объемом V=3 л, когда он подключен

Для решения данной задачи, нам необходимо определить количество теплоты, которое необходимо передать воде для ее полного испарения, а затем рассчитать время, за которое это произойдет.

Шаг 1: Расчет количества теплоты, которое необходимо передать воде.

Количество теплоты Q, необходимое для испарения всей воды, можно рассчитать по формуле:

\[ Q = m \cdot L \]

где m - масса воды, L - удельная теплота парообразования.

Масса воды m можно рассчитать по формуле:

\[ m = \rho \cdot V \]

где ρ - плотность воды, V - объем воды.

Подставим значения в формулы:

\[ m = 1000 \, \text{кг/м}^3 \cdot 3 \, \text{л} = 3000 \, \text{г} = 3 \, \text{кг} \]

\[ Q = 3 \, \text{кг} \cdot 2.3 \times 10^6 \, \text{Дж/кг} = 6.9 \times 10^6 \, \text{Дж} \]

Шаг 2: Расчет времени, за которое произойдет полное испарение воды.

Для расчета времени используем закон сохранения энергии:

\[ Q = P \cdot t \]

где Q - количество переданной теплоты (рассчитанное на предыдущем шаге), P - мощность, t - время.

Мощность P можно рассчитать по закону Ома:

\[ P = \frac{U^2}{R} \]

Подставим значения в формулы:

\[ P = \frac{(120 \, \text{В})^2}{10 \, \text{Ом}} = 1440 \, \text{Вт} \]

\[ t = \frac{Q}{P} = \frac{6.9 \times 10^6 \, \text{Дж}}{1440 \, \text{Вт}} = 4791.7 \, \text{с} \]

Шаг 3: Перевод времени в минуты с точностью до целого числа.

Переведем время из секунд в минуты:

\[ t_3 = \frac{4791.7 \, \text{с}}{60 \, \text{с/мин}} \approx 80 \, \text{мин} \]

Таким образом, время, за которое полностью испарится вода из электросамовара объемом 3 л, подключенного к источнику постоянного напряжения 120 В, составит около 80 минут.