3. эт плавкие предохранители отличаются от автоматических предохранителей? Определите, на какое напряжение рассчитан электронагрева- тель, если за 5 мин в нём нагревается 200 г воды от 14 °С до кипения. Сила тока в его обмотке 2 А. Потерями энергии пре- небречь. Удельная теплоёмкость воды 4200 Дж/(кг· °С).

1. Шаг 1: Определим количество теплоты, необходимое для нагревания воды.

   Для этого используем формулу: \[Q = mc(T_2 - T_1),\] где:

   • \(Q\) — количество теплоты,
   • \(m\) — масса воды,
   • \(c\) — удельная теплоемкость воды,
   • \(T_2\) — конечная температура (температура кипения),
   • \(T_1\) — начальная температура.

   Подставляем значения: \(m = 200 \, г = 0.2 \, кг\), \(c = 4200 \, \frac{Дж}{кг \cdot °С}\), \(T_1 = 14 \, °С\), \(T_2 = 100 \, °С\). \[Q = 0.2 \, кг \cdot 4200 \, \frac{Дж}{кг \cdot °С} \cdot (100 \, °С - 14 \, °С) = 0.2 \cdot 4200 \cdot 86 \, Дж = 72240 \, Дж\]
2. Шаг 2: Используем закон Джоуля-Ленца для определения напряжения.

   Закон Джоуля-Ленца гласит: \[Q = I^2Rt = \frac{U^2}{R}t\] где:

   • \(Q\) — количество теплоты,
   • \(I\) — сила тока,
   • \(R\) — сопротивление,
   • \(U\) — напряжение,
   • \(t\) — время.

   Выразим \(U\) через известные величины: \[Q = \frac{U^2}{R}t \Rightarrow U^2 = \frac{QR}{t} \Rightarrow U = \sqrt{\frac{QR}{t}}\] Зная, что \(I = \frac{U}{R}\), выразим \(R\) через \(U\) и \(I\): \[R = \frac{U}{I}\] Подставим это в формулу для \(U\): \[U = \sqrt{\frac{Q \cdot \frac{U}{I}}{t}} \Rightarrow U = \sqrt{\frac{QU}{It}} \Rightarrow U^2 = \frac{QU}{It} \Rightarrow U = \frac{Q}{It}\] Подставим значения: \[t = 5 \, мин = 300 \, с\), \(I = 2 \, A\), \(Q = 72240 \, Дж\). \[U = \frac{72240 \, Дж}{2 \, A \cdot 300 \, с} = \frac{72240}{600} \, В = 120.4 \, В\]

Ответ: 120.4 В