При известном напряжении в розетке, равном 220 В, требуется определить время, необходимое для закипания 2 литров воды

Тема урока: Расчет времени закипания воды в электрочайнике

Разъяснение: Для расчета времени закипания воды в электрочайнике сначала нужно найти мощность его нагревательного элемента. Это можно сделать с помощью формулы P = U^2 / R, где P - мощность, U - напряжение, R - сопротивление. Подставляя известные значения, получаем P = (220 В)^2 / 30 Ом = 48400 Вт.

Затем мы можем использовать формулу для расчета теплового энерговыделения: Q = m * c * ΔT, где Q - тепловое энерговыделение, m - масса воды, c - удельная теплоемкость воды, ΔT - изменение температуры.

Объем воды равен 2 литрам, что составляет 2000 граммов (1 литр воды равен 1000 граммам). Удельная теплоемкость воды составляет около 4,18 Дж/г°C, а изменение температуры равно 80 °C (100 °C - 20 °C).

Подставляя известные значения, получаем Q = 2000 г * 4,18 Дж/г°C * 80 °C = 669 600 Дж.

Теперь мы можем использовать формулу для расчета времени: t = Q / P, где t - время, Q - тепловое энерговыделение, P - мощность.

Подставляя известные значения, получаем t = 669 600 Дж / 48 400 Вт = 13,83 секунды.

Дополнительный материал: Найдите время, необходимое для закипания 2 литров воды в электрочайнике с напряжением 220 В, сопротивлением нагревательного элемента 30 Ом и КПД 45 %.

Совет: Чтобы лучше понять эту тему, рекомендуется изучить основы электричества, такие как формулы мощности, напряжения и сопротивления, а также понятие удельной теплоемкости и изменения температуры.

Задача на проверку: При известных значениях напряжения 120 В, сопротивления 40 Ом, объема воды 1,5 л и исходной температуре 25 °C, определите время, необходимое для закипания воды в электрочайнике с КПД 60 %. Запишите результат в виде числа.