Сколько кг воды может быть нагрето электрочайником от 25 °С до кипения, если его мощность составляет 2 кВт, время

Физика: Расчёт количества нагретой воды в электрочайнике

Для решения этой задачи нам понадобятся следующие формулы:

1. Работа электрочайника:
Работа = Мощность × Время

2. Тепло, полученное водой:
Тепло = Работа × КПД

3. Тепло, необходимое для нагревания воды:
Тепло = Масса × Удельная теплоемкость × ΔТ

Где:
ΔТ - разница температур (от 25°C до кипения, 100°C)

Теперь решим задачу пошагово:

1. Найдем работу электрочайника:
Работа = 2 кВт × 4 мин = 8 кВт·мин

2. Найдем тепло, полученное водой:
Тепло = 8 кВт·мин × 0.5 = 4 кВт·мин

3. Найдем тепло, необходимое для нагревания воды:
Тепло = Масса × 4200 Дж/(кг·°С) × (100°C - 25°C)

4. Используем формулу для перевода кВт·мин в Джоули:
4 кВт·мин = 4 кВт·60 с = 240 кДж

5. Подставим найденное тепло и найдем массу:
240 кДж = Масса × 4200 Дж/(кг·°С) × (100°C - 25°C)

6. Решим полученное уравнение относительно массы воды:
Масса = 240 кДж / (4200 Дж/(кг·°С) × (100°C - 25°C))

7. Вычислим это выражение:
Масса = 240 кДж / (4200 Дж/(кг·°С) × 75°C)

Масса ≈ 1.143 кг (округлено до тысячных)

Итак, электрочайник может нагреть около 1.143 кг воды от 25°C до кипения за 4 минуты.

Совет: При решении физических задач всегда обращайте внимание на размерности единиц и переводите их в одинаковую систему измерения (например, из минут в секунды или из Киловатт в Джоули).

Закрепляющее упражнение: Как изменится результат, если мощность электрочайника увеличить до 3 кВт? Какой будет масса нагретой воды в этом случае?