Какой будет промежуток времени t, необходимый для нагревания 2 литров воды от температуры 293K до кипения, используя

Тема: Промежуток времени для нагревания воды в электрочайнике

Объяснение:
Для решения этой задачи, мы можем воспользоваться законом Джоуля-Ленца, который гласит, что мощность теплоотдачи со стороны электрочайника равна произведению напряжения и силы тока, проходящего через электрочайник.
Формула для мощности теплоотдачи (P) в электрочайнике: P = (U^2) / R, где U - напряжение сети, R - сопротивление спирали.
Помимо этого, нам также понадобится знание о количестве теплоты, необходимом для нагревания данного объема воды от начальной до конечной температуры.

Для решения задачи разделим ее на две части:
1) Найдем количество теплоты, необходимое для нагревания 2 литров воды от 293K до точки кипения.
2) Вычислим промежуток времени (t), используя формулу времени рассеивания тепла (t = C * m / P), где C - удельная теплоемкость воды, m - масса воды, P - мощность теплоотдачи.

1) Узнаем количество теплоты, посчитав изменение внутренней энергии воды (Q = C * m * ΔT), где ΔT = Tк - Tнач, Tк - температура кипения, Tнач - начальная температура.
Удельная теплоемкость воды (C) составляет 4190 Дж/кг*К, масса воды равна 2 кг, разница температур (ΔT) равна 77K (так как 100 - 23 = 77).
Тогда Q = 4190 * 2 * 77 = 646460 Дж.

2) Подставим полученные значения в формулу времени рассеивания тепла и найдем t:
t = C * m / P = (4190 * 2) / ((220^2) / 20) = 0.241 сек.

Пример:
Ученик спрашивает: "Какой будет промежуток времени (t), необходимый для нагревания 2 литров воды от температуры 293K до кипения, используя электрочайник с сопротивлением спирали r = 20 ом и напряжением сети u = 220 V?"
Тогда учитель отвечает: "Для решения этой задачи мы используем закон Джоуля-Ленца и формулу времени рассеивания тепла. Подставив данные в формулы получаем, что промежуток времени t будет равен 0.241 секунды".

Совет:
Для лучшего понимания этой темы, рекомендуется усвоить основные формулы закона Джоуля-Ленца и удельную теплоемкость различных веществ. Также полезно изучить принципы работы электрочайника и его компоненты.

Задача на проверку:
Какой промежуток времени необходим для нагревания 1.5 литров воды от температуры 20 градусов Цельсия до точки кипения, используя электрочайник с сопротивлением спирали 30 ом и напряжением сети 230 В? (Удельная теплоемкость воды равна 4186 Дж/кг*К)