За какое время на электроплитке можно нагреть до кипения воду массой 1 кг, взятую при температуре 20 °С, при напряжении 220 В и силе тока 5 А?

Для решения данной задачи необходимо использовать основные законы и формулы из раздела физики, который изучает тепловые явления и электричество. Вам понадобятся следующие шаги и формулы:

1. Определение количества тепла, необходимого для нагрева воды до кипения:

   • Вначале необходимо узнать количество тепла, которое нужно затратить для нагрева воды от начальной температуры до температуры кипения. Это можно сделать с использованием формулы: $ Q = mc\Delta T $, где:
   • $ Q $ — количество тепла,
   • $ m $ — масса воды (в данном случае 1 кг),
   • $ c $ — удельная теплоёмкость воды (для воды $ c = 4200 \ \text{Дж}/(\text{кг} \cdot \text{°C}) $),
   • $ \Delta T $ — изменение температуры (разность температур между конечной и начальной).

2. Расчет полной энергии, необходимой для нагрева:

   • Так как начальная температура воды 20 °C, а температура кипения воды 100 °C, изменение температуры $ \Delta T $ будет равно: $ \Delta T = 100 \ °C - 20 \ °C = 80 \ °C $.
   • Подставьте значения в формулу для вычисления $ Q $.

3. Определение мощности, выделяемой электроплиткой:

   • Мощность можно найти, используя формулу: $ P = UI $, где:
   • $ P $ — мощность,
   • $ U $ — напряжение (в данном случае 220 В),
   • $ I $ — сила тока (в данном случае 5 А).

4. Определение времени нагрева:

   • После того как найдена общая энергия $ Q $ и мощность $ P $, можно найти время, за которое плитка нагреет воду до кипения, используя формулу: $ t = \frac{Q}{P} $, где:
   • $ t $ — время,
   • $ Q $ — количество тепла (энергия),
   • $ P $ — мощность.

Подставив все известные значения в эти формулы, можно будет вычислить время, за которое электроплитка нагреет воду до кипения.

Таким образом, последовательность действий и формулы, используемые для решения задачи, следующие:

1. Найти $ Q $: $ Q = mc\Delta T $.
2. Найти $ P $: $ P = UI $.
3. Найти $ t $: $ t = \frac{Q}{P} $.