В электрическом чайнике вода массой 500 г нагревается с 30 °С до кипения за 5 мин. Какой силы ток в электрочайнике при напряжении сети 120 В?

Для решения задачи необходимо выполнить следующие шаги:

1. Рассчитать количество теплоты Q, необходимое для нагревания воды.
2. Определить мощность P, потребляемую чайником.
3. Вычислить силу тока I, используя мощность и напряжение.

Шаг 1: Расчет количества теплоты Q

Формула для расчета количества теплоты: \[Q = mcΔT\]

где:

• m - масса воды (кг)
• c - удельная теплоемкость воды (4200 Дж/(кг⋅°С))
• ΔT - изменение температуры (°С)

В нашем случае: m = 500 г = 0.5 кг, c = 4200 Дж/(кг⋅°С), ΔT = 100 °С - 30 °С = 70 °С \[Q = 0.5 \, \text{кг} \cdot 4200 \, \frac{\text{Дж}}{\text{кг} \cdot \text{°С}} \cdot 70 \, \text{°С} = 147000 \, \text{Дж}\]

Шаг 2: Определение мощности P

Мощность можно найти, разделив количество теплоты на время: \[P = \frac{Q}{t}\]

Время t = 5 мин = 300 с \[P = \frac{147000 \, \text{Дж}}{300 \, \text{с}} = 490 \, \text{Вт}\]

Шаг 3: Вычисление силы тока I

Используем формулу P = UI для нахождения силы тока: \[I = \frac{P}{U}\]

Напряжение U = 120 В \[I = \frac{490 \, \text{Вт}}{120 \, \text{В}} ≈ 4.08 \, \text{А}\]

Ответ: Сила тока в электрочайнике ≈ 4.08 А