ΔT=T₂-T₁=373К - 298 К= 75 К
U=220 В
m=ρ(вода)V=0.0015 м³×1000 кг/м³=1,5 кг
(ρ=1000 кг/м³ плотность воды, не путай с дальнейшей величиной удельное сопротивление хоть и обозначения одинаковое)
S=0.5×10⁻⁷ м²
τ=4 мин = 240 с
η=0,75
L-?
Для начала в формуле нахождения количества теплоты Q=cmΔt можно использовать разность температур как в Кельвинах так в Цельсиях результат не изменится. Также использую греческую тау τ для обозначения времени, чтобы не было путаницы с температурой.
Во-первых, в задачах на КПД главное определить чем будет являться затраченным, а чем полезным. Полезная работа - результат, вытекаемый из основного процесса. В данном случае мы нагреваем воду в чайнике электричеством. То есть, полезная работа - нагретая вода, а затраченная - работа тока.
η=Q/A(затраченная)
Как я сказал количества тепла необходимого на нагревания воды находится формулой Q=cmΔt
Работа тока будет равна A=UIt
Однако нам не дан ток и нам необходимо найти длину спирали чайника, тогда применяем закон Ома U=IR
тогда работа равна A=U×(U/R)×t=U²t/R
Вспомним формулу для нахождения сопротивление через его удельное значение(удельное сопротивление нихрома ρ=1,1*10⁻⁶ Ом*м)
R=ρL/S
Сначала подставим эту формулу в работу тока
A=U²t/R=U²tS/ρL
Теперь подставляем в общую формулу
η=Q/A(затраченная)=cmΔtρL/U²tS
L=ηU²tS/cmΔtρ=8,4 м
Луч А с интенсивностью 1/2
Луч В с интенсивностью 1/8
Луч С с интенсивностью 1/32
Луч А должен встретиться с зеркалом всего 1 раз, и, судя по тому, что он возвращается навстречу входному лучу, это отражение от зеркала I и само это зеркало расположено перпендикулярно падающему и отражённому лучам, т.е. вертикально. Однако само расположение зеркала I пока непонятно, пока что в вертикальном положении оно может находиться в любом месте ящика.
Продолжим лучи внутрь ящика, рисунок 1
Лучи А и В пересекаются в точке, в которой находится зеркало II, рисунок 2. Геометрически линию зеркала можно построить как биссектрису тупого угла при пересечении лучей А и В. Интенсивность луча В 1/8, т.е. он должен испытать три встречи с зеркалом - первый раз пройти сквозь зеркало I, отразиться от зеркала II, и вновь пройти через зеркало I, каждый раз теряя половину интенсивности.
Из точки, пересечения луча C и зеркала II (выделена синим на рисунке 3) построим зеркально отражённый луч.
В точке пересечения этого построенного луча и луча В и находится наше вертикальное зеркало I, рисунок 4
Уберём в построения, и получим ход лучей и расположение зеркал в чёрном ящике, рисунок 5
Интенсивность луча С при этом 1/32, т.е. луч испытает пять событий встречи с зеркалом
- проходит через зеркало I
- отражается от зеркала II
- отражается от зеркала I
- отражается от зеркала II
- проходит сквозь зеркало I