Маленьким электрокипятильником можно вскипятить в автомобиле стакан воды для кофе. Какую силу тока потребляет кипятильник от аккумулятора с напряжением 12 В, если за 5 минут он нагревает 200 мл воды от 5 до 950 С?

U = 12 В.

T = 5 мин = 300 с.

V = 200 мл = 0,2 * 10^-3 м³.

ρ = 1000 кг / м³.

C = 4200 Дж / кг * °C.

t1 = 5 °C.

t2 = 95 °C.

I - ?

Для нагревания воды массой m от температуры t1 до температуры t2 необходимое количество теплоты Q выразим формулой: Q = C * m * (t2 - t1), где C - удельная теплоёмкость воды.

Массу воды m выразим формулой: m = ρ * V, где ρ - плотность воды, V - объем воды, которую нагрели.

Q = C * ρ * V * (t2 - t1).

Количество теплоты Q, которое выделяется в проводнике с током, выразим формулой: Q = I * U * T, где I - сила тока в проводнике, U - напряжение, T - время прохождения тока по проводнику.

C * ρ * V * (t2 - t1) = I * U * T.

I = C * ρ * V * (t2 - t1) / U * T.

I = 4200 Дж / кг * °C * 1000 кг / м³ * 0,2 * 10^-3 м³ * (95 °C - 5 °C) / 12 В * 300 с = 21 А.

Ответ: в кипятильнике сила тока составляет I = 21 А.