Задача 2: Определить мощность электрического чайника, если в нем за 20 мин нагревается 1,44 кг воды от 20 °С до 100 °С. КПД чайника 60%. Удельная теплоемкость воды - 4200 Дж/(кг·К).

Сначала определим количество теплоты, необходимое для нагрева воды. Масса воды \(m = 1,44\) кг, начальная температура \(T_1 = 20\) °С, конечная температура \(T_2 = 100\) °С, удельная теплоемкость воды \(c = 4200\) Дж/(кг·К). Количество теплоты \(Q\) рассчитывается по формуле: \(Q = mc(T_2 - T_1) = 1,44 \cdot 4200 \cdot (100 - 20) = 1,44 \cdot 4200 \cdot 80 = 483840\) Дж. Теперь учтем КПД чайника \(\eta = 60\% = 0,6\). Фактическое количество энергии, которое должен предоставить чайник, больше, чем полезная теплота, потому что часть энергии теряется. Обозначим полную энергию, потребляемую чайником, как \(Q_{полн}\). \(\eta = \frac{Q}{Q_{полн}}\) => \(Q_{полн} = \frac{Q}{\eta} = \frac{483840}{0,6} = 806400\) Дж. Время нагрева \(t = 20\) мин = \(20 \cdot 60 = 1200\) с. Мощность чайника \(P\) определяется как энергия, деленная на время: \(P = \frac{Q_{полн}}{t} = \frac{806400}{1200} = 672\) Вт. Таким образом, мощность электрического чайника составляет 672 Вт. Ответ: Мощность чайника = 672 Вт.