Вопрос по физике:

две спирали электроплитки сопротивление по 10 Ом каждая соединены последовательно и включены в сеть с напряжением 220В.

R1 = R2 = 10 Ом.

U = 220 В.

mк = 0,3 кг.

Са = 920 Дж/кг *°C.

mв = 1 кг.

Cв = 4200 Дж/кг *°C.

t1 = 20 °C. 

t2 = 100 °C.

T - ?

Количество тепловой энергии Q, которая выделяется в плитке, выразим законом Джоуля-Ленца: Q = U² *T/R, где U - напряжение, T - время прохождения тока, R - общее сопротивление спиралей.

Так как спирали соединены последовательно, то их общее сопротивление R будет суммой: R = R1 + R2.

Количество тепловой энергии Q, необходимой для нагревания воды и кастрюли, выразим формулой: Q = Cа *mк *(t2 - t1) + Cв *mв *(t2 - t1).

U² *T/(R1 + R2) = Cа *mк *(t2 - t1) + Cв *mв *(t2 - t1).

T =  (Cа *mк *(t2 - t1) + Cв *mв *(t2 - t1)) *(R1 + R2)/U².

T =  (920 Дж/кг *°C *0,3 кг *(100 °C - 20 °C) + 4200 Дж/кг *°C *1 кг *(100 °C - 20 °C)) *(10 Ом + 10 Ом)/(220 В)² = 148 с.

Ответ: вода закипит через время  T = 148 с.