Для решения этой задачи нам необходимо использовать формулу для расчёта тепловой энергии.
Сначала определим, сколько теплоты нужно передать воде для её закипания. Для этого воспользуемся формулой:
Q = m * c * ∆T,
где Q - теплота, необходимая для нагревания воды до кипения, m - масса воды, c - удельная теплоёмкость воды (примерно 4,186 Дж/(г*°C)), ∆T - изменение температуры (поскольку исходная температура воды 20°C, а для закипания воды нужно повысить её температуру до 100°C, то ∆T = 80°C).
m = V * ρ, где V - объём воды (200 мл = 200 г), а ρ - плотность воды (примерно 1 г/мл),
После того как мы найдём теплоту необходимую для нагревания воды до кипения, добавим к ней теплоту на испарение:
Q = m * L,
где L - удельная теплота испарения воды (около 2260 кДж/кг).
Наконец, установим связь между передаваемой мощностью кипятильника и временем. Мощность кипятильника можно рассчитать по формуле: P = Q / t,
где P - мощность кипятильника, t - время нагревания (10 минут = 600 секунд).
После того как мы найдём мощность кипятильника, учтем его КПД 60%, чтобы определить мощность, которая должна быть в кипятильнике при данном напряжении сети.
