1) Какой заряд протекает через поперечное сечение нагревательного элемента чайника за 1 с? q=It=5*1=5 Кл. Ответ: 5 Кл.

2) Чему равно сопротивление нагревательного элемента чайника? Ответ выразите в омах, округлите до целых. R=U/I = 220/5=44 Ом. Ответ: 44.

3) Какое количество теплоты выделяет нагревательный элемент чайника за 5 минут? Ответ выразите в килоджоулях, округлите до целых. Q=IUt=5*220*300=330 000 Дж = 330 кДж. Ответ: 330.

4) Студент заметил, что за 5 минут чайник нагревает 1,5 л воды от температуры 20 °С до 62 °С. Определите КПД чайника. Удельная теплоёмкость воды равна 4,2 кДж/(кг∙°С), плотность воды равна 103 кг/м³. Ответ выразите в процентах, округлите до целых. Количество теплоты которое потребляет чайник при нагревании за пять минут равно Q= 330000 Дж (предыдущая задача). Количество теплоты необходимое для нагревания воды от температуры 20 °С до 62 °С равно: Q1=cm(t2-t1), m=p*V=1,5*10^(-3)*10^3=1,5 кг. Q1=4200*1,5*(62-20)=264600 Дж. КПД = Q1/Q=264600/300000=0,882 или 88%. Ответ: 88.

1) Величина заряда равна произведению величин тока (5 А) и времени (1 с):

5*1 = 5 Кл.

2) Величина сопротивления равно частному от деления величины напряжения (220 В) на величину тока (5 А):

220/5 = 44 Ом.

3) Количество теплоты, выделенное нагревательным элементом, равно произведению величин тока (5 А), напряжения (220 В) и времени (5 мин = 300 с):

5*220*300 = 330 000 Дж = 330 кДЖ.

4) Определим сначала количество теплоты, пошедшее на нагрев воды. Оно равно произведению величин удельной теплоёмкости воды (4,2 кДж/(кг*°С), массы воды (1,5*10^(-3)*10^3 = 1,5 кг) и разности между значениями конечной и начальной температур воды (62-20 = 42 °С):

4,2*1,5*42 = 264,6 кДж.

Выраженный в % КПД чайника равен умноженному на 100 отношению величин теплоты (264,6 кДж), пошедшей на нагрев воды, и теплоты (330 Дж), выделенной нагревательным элементом чайника:

100*264,6/330 = 80 %.