В електричний чайник налили 1 кг води при температурі 16 °С. Через який час закипить вода в чайнику, якщо сила струму в його нагрівальному елементі дорівнює 8 A, а напруга в мережі становить 220 В? ККД чайника 80%.

Для того чтобы рассчитать время, через которое вода закипит в электрическом чайнике, мы можем воспользоваться формулой для расчета тепловой мощности. Сначала найдем мощность, выделяющуюся в нагревательном элементе чайника. Мощность (P) рассчитывается по формуле: P = U * I, где U - напряжение в сети, а I - сила тока. Подставляя значения, получим: P = 220 В * 8 А = 1760 Вт. Далее, так как КПД чайника составляет 80%, то реальная мощность, которая используется для нагрева воды, будет: P_реальная = P * КПД = 1760 Вт * 0.8 = 1408 Вт. Затем мы можем воспользоваться формулой для расчета количества тепла, необходимого для нагревания воды и приведения ее до температуры кипения. Дано, что вода весит 1 кг и температура начальная равна 16 °C. До температуры кипения вода нужно нагреть до 100 °C. Количество тепла (Q) можно найти по формуле: Q = m * c * ΔT, где m - масса воды, c - удельная теплоемкость воды (примерно 4186 Дж/кг*С), ΔT - изменение температуры. Подставляя значения, получим: Q = 1 кг * 4186 Дж/кг*С * (100 °C - 16 °C) = 324960 Дж. Исходя из закона сохранения энергии, количество тепла, выделяющееся в нагревательном элементе, равно количеству тепла, необходимому для нагрева воды. Таким образом, зная мощность и количество тепла, мы можем найти время, через которое вода закипит, используя формулу: t = Q / P_реальная. Подставляя значения, получаем: t = 324960 Дж / 1408 Вт ≈ 230,36 секунд или около 3 минут и 50 секунд.