Какое электрическое сопротивление должна иметь нагревательная спираль для того, чтобы при подключении к источнику тока напряжением 12 В стакан воды (150 г) в течение 5 мин нагрелся от 20 до 100 °C?

U = 12 В

m = 150 г = 0,15 кг

Δt = 5 мин = 300 с

ΔT = t₂ - t₁ = 100 - 20 = 80

C = 4200 Дж / (кг град)

Q = UIΔt - теплота, выделяющаяся в проводнике под напряжением U при силе тока I за время Δt

Поскольку по закону Ома I = U/R

Q = U²Δt/R

Это тепло пойдёт на нагрев m воды с температуры t₁ до температуры t₂ на ΔТ = t₂ - t₁

Q = mCΔT

Таким образомU²Δt/R = mCΔT

Откуда R = U²Δt / (mCΔT) = 144*300 / (0.15*4200*80) = 0.86 Ом