Решить задачу 1: Электрический кипятильник со спиралью сопротивлением 150 Ом поместили в сосуд, содержащий 400 г воды, и включили в сеть с напряжением 220 В. За какое время вода в сосуде нагреется на 54,6 °С? Теплообменом с окружающей средой пренебречь.

Для решения этой задачи нам понадобятся следующие формулы: 1. Количество теплоты, необходимое для нагревания воды: (Q = mcΔT), где: * (m) - масса воды (в кг) * (c) - удельная теплоемкость воды (4200 Дж/(кг·°С)) * (ΔT) - изменение температуры (°С) 2. Мощность, выделяемая нагревателем: (P = \frac{U^2}{R}), где: * (U) - напряжение (в В) * (R) - сопротивление (в Ом) 3. Время нагревания: (t = \frac{Q}{P}) Решение: 1. Переведем массу воды в килограммы: (m = 400 г = 0,4 кг) 2. Вычислим количество теплоты, необходимое для нагревания воды: (Q = 0,4 кг * 4200 \frac{Дж}{кг·°С} * 54,6 °С = 91632 Дж) 3. Вычислим мощность, выделяемую нагревателем: (P = \frac{(220 В)^2}{150 Ом} = \frac{48400}{150} Вт ≈ 322,67 Вт) 4. Вычислим время нагревания: (t = \frac{91632 Дж}{322,67 Вт} ≈ 284,04 с) Переведем секунды в минуты: (284,04 с ≈ 4,73 мин) Ответ: Вода нагреется до 54,6 °C примерно за 4,73 минуты.