Яким чином можна визначити час, через який вода в електричному чайнику закипить, якщо налили 1 літр води

Zolotoy_Ray

49

Для решения задачи о времени закипания воды в электрическом чайнике, нам необходимо использовать закон Джоуля-Ленца, который гласит, что мощность, выделяющаяся на нагревание проводника, равна произведению силы тока на квадрат напряжения:
\[P = I^2 \cdot R\],
где \(P\) - мощность, \(I\) - ток, \(R\) - сопротивление.

Сначала нужно определить сопротивление нагревательного элемента чайника. Для этого воспользуемся формулой:
\[R = \frac{U^2}{P}\],
где \(U\) - напряжение, \(P\) - мощность.

Подставим известные значения:
\[R = \frac{{220^2}}{{10}} = 4840 \, Ом\].

Теперь, чтобы определить время, через которое вода закипит, необходимо воспользоваться формулой:
\[t = \frac{{m \cdot c \cdot (T_2 - T_1)}}{{P}}\],
где \(m\) - масса воды, \(c\) - удельная теплоемкость воды, \(T_2\) - конечная температура (100 градусов), \(T_1\) - начальная температура (12 градусов).

Масса воды равна 1 кг (так как плотность воды равна 1 г/см³, а 1 литр = 1000 см³).
Удельная теплоемкость воды \(c = 4,186 \, кДж/(кг \cdot К)\) (обычно округляется до 4,2 кДж/(кг \cdot К)).

Подставим известные значения:
\[t = \frac{{1 \cdot 4,2 \cdot (100 - 12)}}{{10}} = \frac{{369,6}}{{10}} = 36,96 \, сек\].

Таким образом, время, через которое вода в чайнике закипит, составит примерно 36,96 секунды. При этом необходимо учесть, что данное значение является идеальным и может отличаться в реальной ситуации из-за различных факторов, таких как потери тепла и т.д.