5. В электрическом чайнике мощностью 700 Вт можно за 10 минут вскипятить 1 литр воды, имеющей начальную температуру 20 °C. Плотность воды равна 1000 кг/м³, её удельная теплоёмкость c = 4200 Дж/(кг·°C). 1) Какую работу совершает электрический ток, протекающий через нагревательный элемент этого чайника, при кипячении данной порции воды? 2) Какое количество теплоты нужно передать данной порции воды для того, чтобы она закипела? 3) Найдите КПД этого чайника.

Дано: \(P = 700\) Вт, \(t = 10\) мин \(= 600\) с, \(V = 1\) л \(= 0.001\) м³, \(\rho = 1000\) кг/м³, \(c = 4200\) Дж/(кг·°C), \(t_1 = 20\) °C, \(t_2 = 100\) °C.

1) Работа электрического тока.

\(A = Pt\).

\(A = 700 \cdot 600 = 420000\) Дж \(= 420\) кДж.

2) Количество теплоты.

Масса воды: \(m = \rho V = 1000 \cdot 0.001 = 1\) кг.

Изменение температуры: \(\Delta T = 100 - 20 = 80\) °C.

\(Q = cm\Delta T = 4200 \cdot 1 \cdot 80 = 336000\) Дж \(= 336\) кДж.

3) КПД чайника.

\(\eta = \frac{Q}{A} \cdot 100\% = \frac{336000}{420000} \cdot 100\% = 80\%\).

Ответ: 1) \(420\) кДж; 2) \(336\) кДж; 3) КПД чайника — 80%.