Яка напруга розрахована для кип ятильника, якщо за 5 хв його нагріваєтся 0,2 кг води до кипіння з температури

Для решения этой задачи, нам понадобится знание формулы для расчета теплового эффекта:

\[Q = mc\Delta T\]

Где:
\(Q\) - тепловой эффект (энергия, переданная веществу),
\(m\) - масса вещества,
\(c\) - питомая теплоемкость вещества,
\(\Delta T\) - изменение температуры.

Изначально вода имеет температуру 20 °С и нужно нагреть ее до кипения.

Итак, для начала, нам нужно рассчитать количество теплоты, необходимое для нагревания воды:

\[\Delta Q = mc\Delta T\]

где
\(m = 0.2\) кг (масса воды),
\(c = 4200\) Дж/(кг·°С) (питомая теплоемкость воды),
\(\Delta T = 100\) °С (разница в температуре между начальной и конечной значениями).

\[\Delta Q = 0.2 \cdot 4200 \cdot 100 = 84000\] Дж

Теперь мы можем рассчитать напряжение, необходимое для генерации этого количества теплоты. Для этого используем формулу:

\[W = VIt\]

где
\(W\) - работа (энергия, затраченная на преобразование электрической энергии в тепловую),
\(V\) - напряжение,
\(I\) - электрический ток,
\(t\) - время.

Мы знаем, что ток составляет 2 А (ампера), а время равно 5 минут или 300 секунд.

Заметьте, что тепловой эффект, полученный в предыдущем расчете (84000 Дж), должен совпадать с работой, затраченной на преобразование электрической энергии.

Подставим известные значения в формулу:

\[W = 84000\] Дж
\(I = 2\) A
\(t = 300\) с

\[84000 = V \cdot 2 \cdot 300\]

Делим обе части уравнения на \(2 \cdot 300\) чтобы найти значение напряжения \(V\):

\[V = \frac{84000}{2 \cdot 300} = 140\) В

Таким образом, напряжение, необходимое для работы кипятильника, составляет 140 В.