Дано:
Масса воды m = 2,2 кг
Начальная температура воды T1 = 10 °C
Конечная температура (кипение) T2 = 100 °C
Сила тока I = 7 А
Напряжение U = 220 В
КПД нагревателя η = 45%
Найти:
Время нагрева t в секундах.
Решение:
Сначала найдем количество теплоты Q, необходимое для нагрева воды до кипения, используя удельную теплоемкость воды c = 4200 Дж/(кг*°C):
Q = m * c * (T2 - T1) = 2,2 кг * 4200 Дж/(кг*°C) * (100 °C - 10 °C) = 924 000 Дж
Далее, найдем мощность P, потребляемую нагревателем:
P = U * I = 220 В * 7 А = 1540 Вт
Теперь учтем КПД нагревателя:
P_эфф = η * P = 0,45 * 1540 Вт = 693 Вт
Наконец, определим время нагрева, используя формулу:
Q = P_эфф * t
t = Q / P_эфф = 924 000 Дж / 693 Вт = 1333,33 с ≈ 1330 с
Ответ: 1300 с