В электрическом чайнике мощностью 400 Вт можно за 20 минут вскипятить 1 литр воды, имеющей начальную температуру 20 °С. Плотность воды равна 1000 кг/м³, её удельная теплоёмкость с = 4200 Дж/(кг· °С). 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. Напишите полное решение этой задачи.

1) Работа электрического тока (A) равна мощности (P) умноженной на время (t). Время (t = 20) минут = (20 * 60 = 1200) секунд. Мощность (P = 400) Вт. \[A = P \cdot t = 400 \cdot 1200 = 480000 \text{ Дж} = 480 \text{ кДж}\] 2) Количество теплоты (Q), необходимое для нагревания воды, можно рассчитать по формуле: \[Q = mc\Delta T\] где: * (m) – масса воды, * (c) – удельная теплоемкость воды, * \(\Delta T\) – изменение температуры. Масса воды (m) равна её плотности \(\rho\) умноженной на объём (V). (V = 1) литр = (0.001) м³. \(\rho = 1000) кг/м³. (m = \rho V = 1000 \cdot 0.001 = 1) кг. \(\Delta T = 100°C - 20°C = 80°C\). \[Q = 1 \cdot 4200 \cdot 80 = 336000 \text{ Дж} = 336 \text{ кДж}\] 3) КПД (коэффициент полезного действия) чайника равен отношению полезной теплоты (Q) к затраченной работе (A): \[\eta = \frac{Q}{A} \cdot 100\% = \frac{336000}{480000} \cdot 100\% = 0.7 \cdot 100\% = 70\%\] Ответ: 1. Работа электрического тока: 480 кДж. 2. Количество теплоты: 336 кДж. 3. КПД чайника: 70%.