5. В электрическом чайнике 900 г воды с начальной температурой 10°С закипает через 5 минут. Определите ток в чайнике, если его КПД равен 75%, а напряжение сети 220В.

Решение:

Для решения этой задачи нам нужно рассчитать количество теплоты, необходимое для нагрева воды, затем учесть КПД чайника, чтобы найти полезную мощность, а потом использовать закон Джоуля-Ленца для определения силы тока.

1. Находим количество теплоты, необходимое для нагрева воды ($$Q_{нагр.}$$):

   $$Q_{нагр.} = c × m × ΔT$$

   Где:

   • $$c$$ — удельная теплоемкость воды (приблизительно 4200 Дж/(кг·°С))
   • $$m$$ — масса воды (900 г = 0.9 кг)
   • $$ΔT$$ — изменение температуры (100°С - 10°С = 90°С)
   \[ Q_{нагр.} = 4200 \frac{\text{Дж}}{\text{кг}°\text{С}} × 0.9 \text{ кг} × 90 \text{ °С} = 340200 \text{ Дж} \]