Який має бути опір спіралі нагрівача, щоб за силу струму 10 а протягом 2 хв нагріти 2 л води з 20°С до 80°С

Щоб визначити опір спіралі нагрівача, необхідно використати закон Джоуля-Ленца, який зв"язує втрату теплової енергії з опором та силою струму. Формула для цього закону має вигляд:

\[Q = I^2Rt\]

де \(Q\) - кількість теплоти, яка виділяється, \(I\) - сила струму, \(R\) - опір та \(t\) - час.

Дані:
Сила струму (\(I\)) = 10 A
Час (\(t\)) = 2 хв = 120 с
Об"єм води (\(V\)) = 2 л = 2000 см³
Початкова температура води (\(T_1\)) = 20 °С
Кінцева температура води (\(T_2\)) = 80 °С

Найперше, потрібно визначити кількість теплоти, яка необхідна для нагрівання води з початкової до кінцевої температури. Це можна зробити за допомогою формулі Кальориметра:

\[Q = mc\Delta T\]

де \(m\) - маса води, \(c\) - специфічна теплоємність речовини та \(\Delta T\) - різниця у температурі.

Дані:
Маса посуду (\(m\)) = 1 кг
Специфічна теплоємність алюмінію (\(c\)) = 0.897 J/g°C (або 0.897 kJ/kg°C)

Об"рахуємо кількість теплоти, необхідну для нагрівання води:

\[Q = mc\Delta T = 2000 \times 4.18 \times (80-20)\]

Після вирахування цього значення, потрібно визначити значення опору (\(R\)) спіралі нагрівача. Для цього перетворимо формулу Джоуля-Ленца:

\[R = \frac{Q}{I^2t}\]

Підставимо значення і розрахунок:

\[R = \frac{Q}{I^2t} = \frac{2000 \times 4.18 \times (80-20)}{(10)^2 \times 120}\]

Після розрахунку отримаємо значення опору спіралі нагрівача. За округленням, це буде остаточна відповідь.

Будь ласка, проведіть обчислення та розрахуйте значення опору спіралі нагрівача.