Термодинамика +… — Задание 22 ОГЭ по физике №00013139

Дано:

$m = 2,2$ кг — масса воды

$t_1 = 10 \text{°C}$ — начальная температура

$t_2 = 100 \text{°C}$ — температура кипения воды

$I = 7$ А — сила тока

$U = 220$ В — напряжение

$\eta = 45\%$ (или 0,45) — КПД

$c = 4200 \text{ Дж/(кг°C)}$ — удельная теплоемкость воды

Формулы:

Полезное количество теплоты, необходимое для нагрева воды:

$Q_{\text{пол}} = cm(t_2 - t_1)$

Полная работа, совершенная электрическим током:

$A_{\text{полн}} = UIt$

КПД системы:

$\eta = \frac{Q_{\text{пол}}}{A_{\text{полн}}} \implies \eta = \frac{cm(t_2 - t_1)}{UIt}$

Расчет:

Выразим время $t$ из формулы КПД:

$t = \frac{cm(t_2 - t_1)}{\eta UI}$

Подставляем значения:

$t = \frac{4200 \cdot 2,2 \cdot (100 - 10)}{0,45 \cdot 220 \cdot 7}$

$t = \frac{4200 \cdot 2,2 \cdot 90}{693}$

$t = \frac{831600}{693} = 1200 \text{ с}$

Переведем результат в минуты:

$1200 \text{ с} / 60 = 20 \text{ мин}$