Дано:
t = 8 мин = 8 * 60 с = 480 с (время нагрева)
V = 2.5 л = 2.5 * 10^(-3) м^3 (объем воды)
ΔT = 100 °C (разница температур)
U = 220 В (напряжение в сети)
η = 85% = 0.85 (КПД чайника)
Найти:
R - сопротивление спирали чайника
Решение:
Сначала определим количество переданной энергии для нагревания воды:
Q = mcΔT, где m - масса воды, c - удельная теплоемкость воды, ΔT - изменение температуры
m = ρV, где ρ - плотность воды
Подставим известные значения:
m = 1000 кг/м^3 * 2.5 * 10^(-3) м^3 = 2.5 кг
Q = 2.5 * 4200 * 100 = 1.05 * 10^6 Дж
Затем найдем мощность, необходимую для нагрева:
P = Q / t = 1.05 * 10^6 / 480 ≈ 2187.5 Вт
Учитывая КПД чайника, реальная мощность будет:
Pреал = P / η = 2187.5 / 0.85 ≈ 2575 Вт
Наконец, найдем сопротивление спирали по закону Ома:
P = U^2 / R => R = U^2 / P = 220^2 / 2575 ≈ 18.82 Ом
Ответ:
Сопротивление спирали чайника около 18.82 Ом.