Через какое время закипит вода массой 200 грамм, если в кипятильнике сила тока I=0.5 A при напряжении в сети U=220 B? Начальная температура воды t = 20 градусов C.

Приведем все величины из дано в систему СИ:

m=200 г = 0,2 кг.

t1=20°C = 293 К.

t2=100°C = 373 К.

1. Мощность нагревателя определяется по формуле:

P=Q/τ, Q - где количество теплоты, τ - время нагрева.

Отсюда Q=P*τ

2. Количество теплоты, затраченной на обогрев тела равно произведению удельной теплоёмкости вещества, массы тела и разницы конечной и начальной температур.

Q=c*m * (t2-t1), где c - удельная теплоемкость вещества, m - масса вещества, t2 и t1 - соответственно конечная и начальная температуры.

Удельная теплоемкость воды c = 4200 Дж/кг*К,

3. Формула для определения электрической мощности:

P=U*I

4. Подставим выражения из пунктов 2 и 3 в выражение из пункта 1:

c*m * (t2-t1) = U*I*τ

Выразим из этого выражения время:

τ = (c*m * (t2-t1)) / (U*I)

5. Подставим числа и определим время до закипания:

τ = (c*m * (t2-t1)) / (U*I) = 4200*0,2 * (373-293) / (220*0,5) = 610 с.

Ответ: вода закипит через 610 с.