Теплопередача — Задание 8 ЕГЭ по физике №00016147

Идея

Нагреватель отдаёт воде тепло, и вода греется. Полезная мощность — это сколько тепла уходит в воду за секунду: $P = \dfrac{Q}{\tau} = \dfrac{c\,m\,\Delta t}{\Delta\tau}$. Здесь $\dfrac{\Delta t}{\Delta\tau}$ — это скорость нагрева, наклон графика $t(\tau)$. Его и снимаем с рисунка.

Снимаем наклон графика

По графику точки ложатся почти на прямую: в начале ($\tau = 0$) температура около $32\,°\text{C}$, а к $\tau = 120$ с она доходит примерно до $82\,°\text{C}$. Значит за $\Delta\tau = 120$ с вода нагрелась на $\Delta t \approx 50\,°\text{C}$, и скорость нагрева

$\dfrac{\Delta t}{\Delta\tau} = \dfrac{50}{120} \approx 0{,}42\ \dfrac{°\text{C}}{\text{с}}$.

Считаем мощность

Подставляем $c = 4200$ Дж/(кг·°C), $m = 0{,}75$ кг:

$P = c\,m\,\dfrac{\Delta t}{\Delta\tau} = 4200\cdot 0{,}75\cdot 0{,}42 \approx 1300$ Вт $= 1{,}3$ кВт.