Дано:
tt = 5 мин = 300 с
mm = 0.2 кг
T_1T
1
= 14°C
T_2T
2
= 100°C -- температура кипения воды
II = 2 А
cc = 4200 Дж/(кг·°С) -- удельная теплоемкость воды
Найти:
U=?U=?
Чтобы нагреть воду массой mm от температуры T_1T
1
до температуры T_2T
2
необходимо затратить количество теплоты равное:
Q = mc \Delta T = mc(T_2 - T_1)Q=mcΔT=mc(T
2
−T
1
) .
С другой стороны, по закону Джоуля-Ленца при прохождении тока II в электрокипятельнике за время tt выделяется следующее количество теплоты:
Q = IUtQ=IUt .
Приравняв полученные выражения можем выразить необходимое напряжение:
\begin{lgathered}mc(T_2 - T_1) = IUt\\ U = \dfrac{mc(T_2 - T_1)}{It}\end{lgathered}
mc(T
2
−T
1
)=IUt
U=
It
mc(T
2
−T
1
)
Проведем численный расчет:
U = \dfrac{0.2 \cdot 4200 \cdot (100-14)}{2 \cdot 300} = \dfrac{72240}{600} =120.4 \; \text{B}U=
2⋅300
0.2⋅4200⋅(100−14)
=
600
72240
=120.4B
ответ: 120.4 В.
По таблице плотностей наиболее подходят эфир или бензин.