Question

Электрический чайник, включённый в сеть 220 Внагревает 2 л воды за 5 минутВ чайнике заменяют нагревательную спираль. Новая спираль сделана из того же материала, имеет длину 2/3 первоначальной отличается в два раза по толщинеСколько теперь времени понадобится на нагрев того же количества воды? Комнатная температура 25 °CПри вычислениях можно считать что вся теплота идёт в нагрев воды, а скорость нагрева не зависит от температуры. Удельная теплоёмкость воды 4200 Дж/(кг·°С)Плотность воды 1000 кг/м²


Срочнооооооо

Answer 1

Первоначально, чтобы нагреть 2 литра воды (массой 2 кг) до кипения (100°C), нужно передать ей тепло:
Q1 = m * c * ΔT = 2 * 4200 * (100-25) = 630 000 Дж
За это время нагревательная спираль потребовала мощность:
P1 = Q1 / t1 = 630 000 / 300 = 2100 Вт
Теперь длина новой спирали составляет 2/3 от первоначальной, а толщина увеличилась вдвое. Значит, объём материала (и масса) осталась прежней, а площадь нагрева увеличилась вдвое. Это означает, что новая спираль будет иметь мощность:
P2 = P1 * 2 = 4200 Вт
Чтобы нагреть те же 2 литра воды до кипения при такой мощности, потребуется время:
Q2 = P2 * t2
630 000 = 4200 * t2
t2 = 150 секунд = 2 минуты и 30 секунд
Таким образом, на нагрев того же количества воды новой спиралью потребуется 2 минуты и 30 секунд.