Для решения этой задачи мы можем использовать формулу для определения тепловой энергии, выделенной в нагревателе:
\[ Q = I \cdot V \cdot t \]
Где:
\( Q \) - тепловая энергия (Дж)
\( I \) - сила тока (А)
\( V \) - напряжение (В)
\( t \) - время (с)
Первым шагом определим тепловую энергию, выделенную в нагревателе за 7 минут:
\[ Q = 6 \, \text{А} \cdot 250 \, \text{В} \cdot 7 \, \text{мин} \]
Прежде чем продолжить расчет, необходимо преобразовать время в секунды, так как стандартные единицы времени в системе СИ - секунды:
\[ 7 \, \text{мин} = 7 \times 60 \, \text{сек} = 420 \, \text{сек} \]
Теперь можем продолжить расчет:
\[ Q = 6 \, \text{А} \cdot 250 \, \text{В} \cdot 420 \, \text{сек} \]
\[ Q = 6 \, \text{А} \cdot 250 \, \text{В} \cdot 420 \, \text{сек} = 630,000 \, \text{Дж} \]
Далее, чтобы нагреть 2,5 кг (или 2500 г) воды на \( \Delta T \) градусов, необходимо тепло \( Q \), вычисленное выше. Теплообмен в данной задаче происходит без потерь, поэтому согласно закону сохранения энергии:
\[ Q = mc \Delta T \]
Где:
\( m \) - масса воды (кг)
\( c \) - удельная теплоемкость воды, \( c = 4200 \, \text{Дж/(кг*°C)} \)
\( \Delta T \) - изменение температуры (°C)
Теперь можем выразить изменение температуры:
\[ \Delta T = \frac{Q}{mc} \]
Подставляем известные значения:
\[ \Delta T = \frac{630,000 \, \text{Дж}}{2500 \, \text{г} \cdot 4200 \, \text{Дж/(кг*°C)}} \]
\[ \Delta T = \frac{630,000}{2500 \cdot 4200} \]
\[ \Delta T = \frac{630,000}{10,500,000} \]
\[ \Delta T \approx 0.06 \, \text{°C} \]
Таким образом, за 7 минут на электроплитке можно нагреть 2,5 кг воды на примерно 0.06 градуса Цельсия.