В медном стакане массой 150 г нагревают с помощью электронагревателя 300 г воды. Начальная температура стакана с водой 10 °С. Нагреватель работает от напряжения 220 В. Через 10 мин работы нагревателя температура воды и стакана стала равной 60 °С. Вычислите величину силы тока в нагревателе. Удельная теплоёмкость воды 4200 Дж/(кг· °С). Удельная теплоёмкость меди 400 Дж/(кг· °С).

Решение:

1. Определим количество теплоты, необходимое для нагрева воды:
   • Масса воды: \( m_{\text{воды}} = 300 \text{ г} = 0.3 \text{ кг} \)
   • Изменение температуры: \( \Delta T = 60^{\circ}\text{C} - 10^{\circ}\text{C} = 50^{\circ}\text{C} \)
   • Количество теплоты: \[ Q = c_{\text{воды}} \cdot m_{\text{воды}} \cdot \Delta T = 4200 \frac{\text{Дж}}{\text{кг} \cdot ^{\circ}\text{C}} \cdot 0.3 \text{ кг} \cdot 50^{\circ}\text{C} = 63000 \text{ Дж} \]
2. Определим количество теплоты, выделяемое нагревателем за 10 минут. Предполагаем, что вся энергия идёт на нагрев воды, и теплоёмкостью медного стакана пренебрегаем (так как она меньше, чем у воды, и её значение не указано).
3. Мощность нагревателя: \( P = \frac{Q}{t} \). Время работы: \( t = 10 \text{ мин} = 600 \text{ с} \).
4. Мощность, полученная из справочных данных: \( P = U \cdot I \), где \( U = 220 \text{ В} \).
5. Приравняем выражения для количества теплоты: \( Q = P \cdot t = U \cdot I \cdot t \).
6. Вычислим силу тока \( I \): \[ I = \frac{Q}{U \cdot t} = \frac{63000 \text{ Дж}}{220 \text{ В} \cdot 600 \text{ с}} = \frac{63000}{132000} \text{ А} \approx 0.477 \text{ А} \]

Ответ: ≈ 0.477 А.