Электрочайник в котором находится вода заряд которой равен 1 г на см кубический объемом 1,5 литра при температуре 20° включили в сеть напряжение 220 В определите какой электрический заряд должен пройти по спирали электрочайника чтобы вода закипела удельная тепло ёмкость воды 4,2 килоджоулей кг на градус
Чтобы определить, какой электрический заряд должен пройти по спирали электрочайника, нужно найти количество теплоты, необходимое для нагрева воды до кипения, а затем использовать это значение для вычисления электрического заряда.
Определяем массу воды. Масса воды \( m \) равна 1 грамму на кубический сантиметр, и объем воды \( V = 1.5 \) литра \( = 1500 \) см³. \[ m = 1 \text{ г/см}^3 \times 1500 \text{ см}^3 = 1500 \text{ г} = 1.5 \text{ кг}. \]
Определяем изменение температуры. Начальная температура \( t_1 = 20 \) °C, температура кипения воды \( t_2 = 100 \) °C. \[ \Delta t = t_2 - t_1 = 100 \text{ °C} - 20 \text{ °C} = 80 \text{ °C}. \]
Определяем количество теплоты \( Q \), необходимое для нагрева воды. Удельная теплоемкость воды \( c = 4.2 \) кДж/(кг·°C) \( = 4200 \) Дж/(кг·°C), поэтому: \[ Q = m \cdot c \cdot \Delta t = 1.5 \text{ кг} \cdot 4200 \text{ Дж/(кг·°C)} \cdot 80 \text{ °C}. \] Считаем \( Q \): \[ Q = 1.5 \cdot 4200 \cdot 80 = 504000 \text{ Дж} = 504 \text{ кДж}. \]
Теперь определим, какой электрический заряд \( Q_e \) должен пройти через спираль. По закону Джоуля-Ленца, количество тепла, производимое током, выражается как: \[ Q_e = I^2 \cdot R \cdot t, \] где \( I \) — ток, \( R \) — сопротивление спирали, \( t \) — время.
Однако мы можем также использовать форму \( Q = U \cdot I \cdot t \), где \( U = 220 \text{ В} \). Мы можем уточнить, что: \[ Q = U \cdot Q_e, \] значит, наш заряд: \[ Q_e = \frac{Q}{U} = \frac{504000}{220} \approx 2290.91 \text{ Кулон}. \]
Таким образом, электрический заряд, который должен пройти по спирали электрочайника, составляет примерно 2291 Кулон.
