Определить мощность, потребляемую нагревателем электрического чайника, если 2 л воды закипает в нём через 5 мин. Найдите сопротивление нагревателя, если напряжение в цепи 220 В. Начальная температура воды 17 град. С

Дано:

V = 2 л = 0,002 м³

T = 5 мин = 300 с

U = 220 В

t₁ = 17°C

t₂ = 100°C

c = 4200 Дж / кг * °С

р = 1000 кг / м³

Найти:

N - ?

R - ?

Решение:

Q = cm (t₂-t₁)

m = pV = 1000 * 0,002 = 2 кг

A = U²T / R

По закону сохранения энергии:

A = Q

cm (t₂-t₁) = U²T / R ⇒ R = U²T / cm (t₂-t₁) = 220² * 300 / 4200 * 2 * 83 = 14520000 / 697200 = 20,82 Ом ≈ 21 Ом

N = U² / R = 220² / 21 = 2304,76 Вт ≈ 2305 Вт

Ответ: R = 21 Ом, N = 2305 Вт

Кол-ва теплоты для нагрева надо Q=c*m*∆t=4200*2*83 = 697e3 Дж

Без учета потерь Q=Aэл = (U²/R) * t, R=220²*5*60/697e3 = 20.8 Ом, мощность Р=697 е3/300 = 2324 Вт