За какое время можно нагреть в электрическом чайнике 1,5 кг воды от 23 °С до кипения, включив его в сеть, если спираль чайника рассчитана на силу тока 5 А, а ее сопротивление равно 44 Ом? Потерями энергии пренебречь.

Мощность, рассеиваемая на нагрузке с R = 44 Ом при токе I = 5 А равна

P = I^2*R; Теплота, выделившаяся на нагрузке, равна

Q = P*t = I^2*R*t.

С другой стороны, нам требуется количество теплоты, которое нагреет m = 1.5 кило воды c удельной теплоёмкостью C = 4200 от начальной температуры T1 = 23 до температуры кипения T2=100:

Q = C*m * (T2 - T1)

Приравняем то количество теплоты, что выделится на электроплитке к тому количеству теплоты, которое поглотится при нагреве воды (нам же сказали, что потери учитывать не нужно).

C*m * (T2 - T1) = I^2*R*t.

Решая уравнение относительно t получим:

t = (C*m * (T2 - T1)) / (I^2*R) = 4200*1.5*77 / (25*44) = 441 сек (7,4 минут)