Электрокипятильник со спиралью сопротивлением 160 Ом поместили в сосуд, содержащий 0,5 кг воды при 20°С, и включили его в сеть с напряжением 220 В. Через сколько времени вода закипит? КПД кипятильника принять равным 80%.

Используем формулу для рассчета мощности: P = U^2 / R. Подсчитываем мощность нагревателя - 220^2 / 160 = 302.5 Вт. Далее используем формулу для энергии, необходимой для закипания: Q = m * C * deltaT, где C = 4200 Дж/(кг*°C) - теплоемкость воды. Q = 0,5 * 4200 * (100-20) = 126000 Дж. Учитывая КПД, энергия, затраченная на нагревание воды, равна Q / 0,8 = 157500 Дж. Теперь расчитываем время, зная, что мощность равна работе деленной на время: P = W / t, где W = Q + mc * deltaT (работа на нагревание воды и испарение), а mc = 2260 Дж/кг - удельная теплота испарения. Отсюда t = W / P = (126000 + 0,5 * 2260 * 80) / 302.5 = 429 секунд или около 7 минут.