Определите сопротивление нагревательного элемента кипятильника, по которому протекает ток силой 5 А, если считать, что вся выделившаяся в нем теплота пошла на нагревание воды. .

| 23 июня, 2024 | образование

Электрический кипятильник за 10 мин нагревает воду массой 2 кг от
20 °С до кипения. Определите сопротивление нагревательного элемента кипятильника, по которому протекает ток силой 5 А, если
считать, что вся выделившаяся в нем теплота пошла на нагревание
воды. Удельная теплоемкость воды равна 4200 Дж/(кг·°С).

Для решения этой задачи нам необходимо:

1. Рассчитать количество теплоты, необходимой для нагрева воды от 20°С до 100°С.
2. Используя закон Джоуля-Ленца, найти сопротивление нагревательного элемента.

Известные данные:
— Масса воды m = 2 кг
— Начальная температура воды T1 = 20°С
— Конечная температура воды T2 = 100°С
— Удельная теплоемкость воды c = 4200 Дж/(кг·°С)
— Сила тока I = 5 А

Шаг 1. Рассчитаем количество теплоты, необходимой для нагрева воды от 20°С до 100°С:
Q = m * c * (T2 — T1)
Q = 2 кг * 4200 Дж/(кг·°С) * (100°С — 20°С)
Q = 2 * 4200 * 80 = 672000 Дж

Шаг 2. Найдем сопротивление нагревательного элемента, используя закон Джоуля-Ленца:
Q = I^2 * R * t
672000 Дж = (5 А)^2 * R * 600 с
R = 672000 Дж / (25 А^2 * 600 с)
R = 4,48 Ом

Таким образом, сопротивление нагревательного элемента кипятильника, по которому протекает ток силой 5 А, составляет 4,48 Ом.