За какое время на электроплитке можно 2 л воды взятой при температуре 20 градусов Цельсия нагреть до кипения если при напряжении 220 в по ней течет ток 5 А?

Чтобы ответить на вопрос, нужно рассчитать время, за которое электроплитка нагреет 2 литра воды от 20°C до температуры кипения (100°C). Для этого шаги следующие:

1. Определим мощность электроплитки

Мощность $P$ электрического прибора рассчитывается по формуле:

где:

• $U = 220 \, \text{В}$ — напряжение,
• $I = 5 \, \text{А}$ — сила тока.

Подставляем значения:

2. Вычислим необходимую теплоту для нагрева воды

Количество теплоты $Q$, которое нужно для нагрева воды, вычисляется по формуле:

где:

• $c = 4200 \, \text{Дж/кг·°C}$ — удельная теплоёмкость воды,
• $m = 2 \, \text{кг}$ — масса воды (так как плотность воды $\approx 1 \, \text{кг/л}$),
• $\Delta t = 100 - 20 = 80 \, \text{°C}$ — разница температур.

Подставляем значения:

3. Определим время нагрева воды

Электроплитка передаёт теплоту воде со скоростью, равной её мощности $P$. Время $t$ рассчитывается как:

Подставляем значения:

Переведём секунды в минуты:

4. Учтём КПД

На практике, электроплитка не передаёт 100% своей мощности воде из-за потерь тепла в окружающую среду. Обычно КПД бытовых электроплиток составляет около $70\%$. С учётом этого времени нагрева увеличится:

Переведём в минуты:

Итог

На нагрев 2 литров воды от 20°C до кипения на электроплитке при напряжении 220 В и силе тока 5 А потребуется около 14–15 минут с учётом потерь тепла.