5. В чайник налили 3 л холодной воды при температуре 20 °C и поставили его на плиту. Когда через 20 мин вода закипела, в чайник добавили ещё некоторое количество холодной воды, также имевшей начальную температуру 20 °C. После этого вода закипела вновь через 5 мин. Считайте, что всё выделяемое плитой количество теплоты сообщается нагреваемой воде. Плотность воды 1000 кг/м³, её удельная теплоёмкость 4200 Дж/(кг·°C). 1) Какое количество теплоты потребовалось для закипания первой порции воды в чайнике? 2) Какова мощность плиты, если она не меняется?

Дано: \(V=3\) л \(=0.003\) м³, \(\rho=1000\) кг/м³, \(c=4200\) Дж/(кг·°C), \(\Delta T=100-20=80\) °C, \(\tau=20\) мин \(=1200\) с.

Масса первой порции воды: \(m=\rho V=1000\cdot0.003=3\) кг.

1) Количество теплоты:

\(Q=cm\Delta T=4200\cdot3\cdot80=1008000\) Дж.

2) Мощность плиты:

\(P=\frac{Q}{\tau}=\frac{1008000}{1200}=840\) Вт.

Ответ: 1) 1 008 000 Дж; 2) 840 Вт.