№ 6. За какое время на электроплитке можно нагреть до кипения 1 кг воды, взятой при температуре 20 °С, если при напряжении 220 В сила тока в ней 5 А? Потерями энергии пренебречь. ОТВЕТ: 5 мин.

Ответ: 5 мин.

Дано:

• Масса воды: m = 1 кг
• Начальная температура: T₁ = 20 °C
• Конечная температура: T₂ = 100 °C (кипение)
• Напряжение: U = 220 В
• Сила тока: I = 5 А

Найти: Время нагревания t.

Решение:

1. Вычислим количество теплоты, необходимое для нагревания воды от 20 °C до 100 °C:

   \[Q = mc(T_2 - T_1)\]

   где c - удельная теплоемкость воды, равная 4200 Дж/(кг·°C).

   \[Q = 1 \cdot 4200 \cdot (100 - 20) = 4200 \cdot 80 = 336000 \text{ Дж}\]

2. Вычислим мощность, выделяемую электроплиткой:

   \[P = UI\]\[P = 220 \cdot 5 = 1100 \text{ Вт}\]

3. Найдем время, за которое электроплитка выделит необходимое количество теплоты:

   \[Q = Pt\]\[t = \frac{Q}{P} = \frac{336000}{1100} \approx 305.45 \text{ с}\]

4. Переведем время в минуты:

   \[t = \frac{305.45}{60} \approx 5.09 \text{ мин}\]

Ответ: ≈ 5.09 мин.