Какое количество воды может быть нагрето ​​до кипения в электрочайнике со сопротивлением 24 Ом, при условии

Zvezdnaya_Galaktika

69

Давайте решим эту задачу пошагово.

Шаг 1: Найдем количество теплоты, необходимое для нагрева воды до кипения. Для этого используем формулу Q = m * c * ΔT, где Q - количество теплоты, m - масса вещества, c - удельная теплоемкость, ΔT - изменение температуры.

Удельная теплоемкость воды составляет примерно 4,18 Дж/(г*°C). Массу воды массу воды возьмем равной 1 грамму.

ΔT - изменение температуры, равное разности между конечной и начальной температурой. В нашем случае это 100°С (температура кипения воды) минус 20°С, то есть 80°С.

Подставив значения в формулу, получаем Q = 1 г * 4,18 Дж/(г*°C) * 80°С = 334,4 Дж.

Шаг 2: Теперь найдем количество теплоты, выделяемое за время нагрева. Для этого воспользуемся формулой Q = P * t, где Q - количество теплоты, P - мощность, t - время.

Мощность электрочайника можно выразить через сопротивление и напряжение, используя формулу P = U^2 / R, где U - напряжение, R - сопротивление.

Подставим значения: U = 220 В, R = 24 Ом. Получаем P = (220 В)^2 / 24 Ом ≈ 2028,33 Вт.

Теперь мы можем найти количество теплоты: Q = 2028,33 Вт * 3 мин = 6085 Вт*мин.

Шаг 3: Теперь найдем количество воды, которое может быть нагрето до кипения. Для этого разделим количество теплоты, выделяемое за время нагрева, на количество теплоты, необходимое для нагрева воды до кипения.

Количество воды (m) = Q / (m * c * ΔT) = 6085 Вт*мин / (1 г * 4,18 Дж/(г*°C) * 80°С).

Выполняя вычисления, получаем: m ≈ 18,41 г.

Ответ: Максимальное количество воды, которое может быть нагрето до кипения в электрочайнике со сопротивлением 24 Ом за время нагрева 3 минуты при начальной температуре 20°С, составляет около 18,41 грамма.

Пожалуйста, обратите внимание, что результат был округлен до целого числа.