5. За какое время на электроплитке можно 2 л воды, взятой при 20 °C, нагреть до кипения, если при напряжении 220 В по ней течет ток 5 А? с = 4200 Дж/(кг· °С).

Дано:

• V = 2 л
• ρ (воды) ≈ 1 кг/л
• t₁ = 20 °C
• t₂ = 100 °C (температура кипения)
• U = 220 В
• I = 5 А
• c = 4200 Дж/(кг· °С)

Найти:

• t — ?

Решение:

1. Найдем массу воды:
   m = V * ρ = 2 л * 1 кг/л = 2 кг.
2. Найдем количество теплоты, необходимое для нагрева воды:
   Q = c * m * (t₂ - t₁) = 4200 Дж/(кг· °С) * 2 кг * (100 °C - 20 °C) = 4200 * 2 * 80 = 672000 Дж.
3. Найдем мощность электроплитки:
   P = U * I = 220 В * 5 А = 1100 Вт.
4. Найдем время нагрева, предполагая КПД=100% (вся энергия идет на нагрев):
   E = P * t, где E = Q.
   t = Q / P = 672000 Дж / 1100 Вт ≈ 610,9 с.

Ответ: ≈ 610,9 секунд