Question

Какое электрическое сопротивление должна иметь нагревательная спираль для того, чтобы при подключении к источнику тока напряжением 12 В стакан воды (150 г) в течение 5 мин нагрелся от 20 до 100 °C?

Answer 1

U = 12 В
m = 150 г = 0,15 кг
Δt = 5 мин = 300 с
ΔT = t₂ - t₁ = 100 - 20 = 80
C = 4200 Дж/(кг град)
Q = UIΔt - теплота, выделяющаяся в проводнике под напряжением U при силе тока I за время Δt
Поскольку по закону Ома I = U/R
Q = U²Δt/R
Это тепло пойдёт на нагрев m воды с температуры t₁ до температуры t₂ на ΔТ = t₂ - t₁
Q = mCΔT
Таким образомU²Δt/R = mCΔT
Откуда R = U²Δt/(mCΔT) = 144*300/(0.15*4200*80) = 0.86 Ом