3. За какое время на электроплитке можно нагреть до кипения 1 кг воды, взятой при температуре 20°, если при напряжении 220 В сила тока в ней 5 А? Потерями энергии пренебречь.

Решение:

Сначала найдём количество теплоты, необходимое для нагревания воды до кипения:

\( Q_1 = c \cdot m \cdot \Delta T \)

где:

• \( c \) — удельная теплоёмкость воды (приблизительно 4200 Дж/(кг·°С));
• \( m \) — масса воды (1 кг);
• \( \Delta T \) — изменение температуры (100°С - 20°С = 80°С).

\( Q_1 = 4200 \frac{\text{Дж}}{\text{кг} \cdot °\text{С}} \cdot 1 \text{ кг} \cdot 80°\text{С} = 336000 \text{ Дж} \)

Теперь найдём мощность электроплитки:

\( P = U \cdot I \)

где:

• \( U \) — напряжение (220 В);
• \( I \) — сила тока (5 А).

\( P = 220 \text{ В} \cdot 5 \text{ А} = 1100 \text{ Вт} \)

Время нагревания найдём из формулы мощности:

\( P = \frac{Q_1}{t} \implies t = \frac{Q_1}{P} \)

\( t = \frac{336000 \text{ Дж}}{1100 \text{ Вт}} \approx 305.45 \text{ с} \)

Переведём в минуты:

\( t \approx \frac{305.45}{60} \approx 5.09 \text{ мин} \)

Ответ: Нагревание воды до кипения займёт примерно 305.45 секунд (или около 5.09 минут).