В электрическом чайнике мощностью Р = 2000 Вт и массой m = 1 кг, имеющей начальную температуру t1, нагрели воду до кипения. Удельная теплоёмкость воды c = 4200 Дж/(кг·К), температура кипения t2 = 100°C. 1) Какое количество теплоты Q1 получила вода при нагревании? 2) Какое количество теплоты Q2 выделилось в нагревательном элементе при закипании? 3) Какая часть теплоты, выделившейся в нагревательном элементе, пошла на нагревание воды, приведите в процентах. Напишите полное решение этой задачи.

1) Определим количество теплоты (Q_1), полученное водой при нагревании. Используем формулу: \[Q_1 = mc(t_2 - t_1)\] Предположим, что начальная температура воды (t_1 = 20°C). Тогда: \[Q_1 = 1 \text{ кг} \cdot 4200 \frac{\text{Дж}}{\text{кг} \cdot \text{К}} \cdot (100°C - 20°C) = 1 \cdot 4200 \cdot 80 = 336000 \text{ Дж} = 336 \text{ кДж}\] 2) Определим количество теплоты (Q_2), выделившееся в нагревательном элементе. Предположим, что время нагревания воды до кипения составляет t = 3 минуты = 180 секунд. Тогда: \[Q_2 = Pt\] \[Q_2 = 2000 \text{ Вт} \cdot 180 \text{ с} = 360000 \text{ Дж} = 360 \text{ кДж}\] 3) Определим, какая часть теплоты пошла на нагревание воды. Для этого найдём отношение (Q_1) к (Q_2) и выразим его в процентах: \[\frac{Q_1}{Q_2} = \frac{336000}{360000} = 0.9333\] В процентах это составит: \[0.9333 \cdot 100\% = 93.33\%\] Ответ: 1) \(Q_1 = 336 \text{ кДж}\) 2) \(Q_2 = 360 \text{ кДж}\) 3) \(93.33\%\) теплоты пошло на нагревание воды.