Термодинамика +… — Задание 22 ОГЭ по физике №00013142

Дано:

Сопротивление: $R = 150$ Ом

Масса воды: $m = 400$ г $= 0,4$ кг

Напряжение: $U = 220$ В

Изменение температуры: $\Delta T = 57,6$ °C

Удельная теплоемкость воды: $c = 4200$ Дж/(кг·°C)

Решение:

Количество теплоты, необходимое для нагрева воды:

$Q = c m \Delta T$

Работа электрического тока (энергия, выделяемая кипятильником):

$A = \frac{U^2}{R} \cdot t$

Так как теплообменом с окружающей средой мы пренебрегаем, вся работа тока переходит в тепло для нагрева воды ($A = Q$):

$\frac{U^2}{R} \cdot t = c m \Delta T$

Выразим искомое время $t$:

$t = \frac{c m \Delta T \cdot R}{U^2}$

Расчет:

$t = \frac{4200 \cdot 0,4 \cdot 57,6 \cdot 150}{220^2}$

$t = \frac{14515200}{48400} = 300 \text{ с}$

Переведем результат в минуты:

$300 / 60 = 5$ мин