две спирали электроплитки сопротивлением по 10 Ом каждая соединены последовательно и включены в

Ответы на вопрос

Отвечает Теплова Ксения.

Для того чтобы ответить на этот вопрос, нужно воспользоваться основными законами электричества и теплопередачи.

Определим общий ток в цепи.

Плитки соединены последовательно, значит, общее сопротивление можно найти как сумму сопротивлений каждой спирали:

R_{\text{общ}} = R_1 + R_2 = 10 \, \text{Ом} + 10 \, \text{Ом} = 20 \, \text{Ом}

Теперь можем вычислить ток в цепи, используя закон Ома:

I = \frac{U}{R_{\text{общ}}} = \frac{220 \, \text{В}}{20 \, \text{Ом}} = 11 \, \text{А}

Вычислим мощность, выделяемую в спиралях.

Мощность, выделяемая на сопротивлении, вычисляется по формуле:

P = I^2 R

Где $I$ — ток, $R$ — сопротивление.

Подставляем значения:

P = (11 \, \text{А})^2 \times 20 \, \text{Ом} = 121 \times 20 = 2420 \, \text{Вт}

Найдем необходимое количество теплоты для нагрева воды и кастрюли.

Для нагрева воды и кастрюли до кипения используем формулу для количества теплоты:

Q = mc\Delta T

где:

$m$ — масса тела,
$c$ — удельная теплоёмкость,
$\Delta T$ — изменение температуры.

Удельная теплоёмкость воды $c_{\text{вода}} = 4186 \, \text{Дж/кг·°C}$ ,
удельная теплоёмкость алюминия $c_{\text{алюминий}} = 900 \, \text{Дж/кг·°C}$ ,
начальная температура $T_0 = 20 \, \text{°C}$ ,
конечная температура $T_{\text{конечная}} = 100 \, \text{°C}$ ,
разница температур $\Delta T = 100 - 20 = 80 \, \text{°C}$ .

Теперь считаем количество теплоты для воды и кастрюли:

Для воды:

Q_{\text{вода}} = m_{\text{вода}} \cdot c_{\text{вода}} \cdot \Delta T = 1 \, \text{кг} \cdot 4186 \, \text{Дж/кг·°C} \cdot 80 \, \text{°C} = 334880 \, \text{Дж}

Для кастрюли:

Q_{\text{кастрюля}} = m_{\text{кастрюля}} \cdot c_{\text{алюминий}} \cdot \Delta T = 0.3 \, \text{кг} \cdot 900 \, \text{Дж/кг·°C} \cdot 80 \, \text{°C} = 21600 \, \text{Дж}

Общее количество теплоты:

Q_{\text{общее}} = Q_{\text{вода}} + Q_{\text{кастрюля}} = 334880 \, \text{Дж} + 21600 \, \text{Дж} = 356480 \, \text{Дж}

Вычислим время, необходимое для нагрева.

Для этого используем формулу для времени:

t = \frac{Q_{\text{общее}}}{P}

Подставляем значения:

t = \frac{356480 \, \text{Дж}}{2420 \, \text{Вт}} = 147,5 \, \text{с}

Таким образом, время, необходимое для закипания воды, составляет 147,5 секунд, что примерно равно 2 минутам и 27 секундам.

Ответы на вопрос

Похожие вопросы

Топ вопросов за вчера в категории Физика

Последние заданные вопросы в категории Физика