дано:
объем воды V = 2 л = 0,002 м³,
плотность воды ρ ≈ 1000 кг/м³,
масса воды m = ρ * V = 1000 * 0,002 = 2 кг,
удельная теплоемкость воды c = 4186 Дж/(кг·К),
изменение температуры ΔT = 60 °C,
мощность одного нагревателя P_1 = 600 Вт.
найти:
время t, необходимое для нагрева воды на 60 °C с двумя нагревателями, включенными последовательно.
решение:
Сначала найдем общее количество теплоты Q, необходимое для нагрева воды:
Q = m * c * ΔT = 2 * 4186 * 60.
Выполним вычисления:
Q = 2 * 4186 * 60 = 502320 Дж.
Теперь определим эквивалентную мощность при последовательном соединении двух нагревателей. При последовательном соединении общее сопротивление увеличивается, и следовательно мощность будет равна:
P_экв = P_1 / 2 = 600 / 2 = 300 Вт.
Теперь можем найти время t, необходимое для передачи этого количества теплоты:
t = Q / P_экв.
Подставим известные значения:
t = 502320 / 300.
Выполним вычисления:
t ≈ 1674 с.
ответ:
Для нагрева воды на 60 °C потребуется примерно 1674 секунды.