Для решения этой задачи, мы можем использовать формулу для расчета количества тепла:
Q = m * c * ΔT
Где:
Q - количество тепла (в джоулях)
m - масса вещества (в килограммах)
c - удельная теплоемкость (в джоулях на килограмм-градус Цельсия)
ΔT - изменение температуры (в градусах Цельсия)
Сначала найдем количество тепла, необходимое для нагрева 1 литра (1 кг) воды от 20°C до кипения (100°C):
ΔT = 100°C - 20°C = 80°C
Удельная теплоемкость воды (c) составляет около 4,18 Дж/градус Цельсия.
Теперь мы можем рассчитать количество тепла (Q):
Q = m * c * ΔT
Q = 1 кг * 4,18 Дж/градус Цельсия * 80°C
Q = 334,4 кДж (или 334400 Дж)
Теперь рассчитаем время нагревания, используя формулу:
Время = Q / (P * кпд)
Где:
P - мощность (в ваттах)
кпд - КПД (в долях или процентах)
В данном случае, мощность электрического чайника составляет 500 Вт (или 0,5 кВт), а КПД 75% (или 0,75).
Время = 334,4 кДж / (0,5 кВт * 0,75)
Время ≈ 892 секунды
Таким образом, время, необходимое для нагревания 1 литра воды от 20°C до кипения в электрическом чайнике мощностью 500 Вт и с КПД 75%, составляет примерно 892 секунды или около 14 минут и 52 секунды.