Question

две спирали электроплитки сопротивлением по 10 ом каждая соединены последовательно и включены в сеть.Найти  напряжение если вода массой 1 кг закипит на этой плтике через 174 с начальная температура воды равна 20*с а КПД=80% (полезной считается энергия,необходимая для нагревания воды)

Answer 1

Полная мощность затрачиваемая для нагрева воды:
$P=frac{cmDelta T}{eta t}$, где $c=4200$ Дж/кг - удельная теплоемкость воды, m=1 кг - масса воды, $Delta T=100-20=80^0C$ - изменение температуры воды от начальной до точки кипения, $eta=0.8$ - КПД нагрева, t=174 с. С другой стороны электрическая мощность рассеиваемая в цепи: $P=frac{U^2}{R}$, где U - искомое эффективное напряжение, R - сопротивление электроплитки. При последовательном соединении сопротивления складываются, поэтому R=10+10=20 Ом. Приравнивая электрическую и тепловую мощности получаем выражение для напряжения: $U=sqrt{frac{RcmDelta T}{eta t}}$. Подставляем и получаем U=220 В с точностью до десятых.