РУҚА
22

Решение: Нагрев воды электроплиткой

ОГЭ · Физика · Задание 22 · Тепловые процессы и машины
ПовышеннаяФИПИDC607EРазвёрнутое решение≈ 5 минутРазбор в 5 шагов
Условие

Электроплитка, сопротивление спирали которой равно $10\ \text{Ом}$, включена в сеть напряжением $200\ \text{В}$. Вода массой $1\ \text{кг}$, имеющая начальную температуру $20\ ^\circ\text{C}$, налита в алюминиевую кастрюлю массой $500\ \text{г}$ и поставлена на эту электроплитку. Через какое время закипит вода, если пренебречь потерями энергии на нагревание окружающего воздуха?

Открыть задачу и решить самому
Дальше ответЕсли ещё решаете — начните с подсказок: они ведут к ответу, но не выдают его.
К подсказкам

Решение по шагам

5 шагов
1

До кипения вода и кастрюля нагреваются от $20\ ^\circ\text{C}$ до $100\ ^\circ\text{C}$. Изменение температуры равно

$$\Delta T = 100 - 20 = 80\ ^\circ\text{C}$$
2

Количество теплоты, необходимое для нагревания воды и алюминиевой кастрюли, равно сумме количеств теплоты для каждого тела:

$$Q = m_\text{в}c_\text{в}\Delta T + m_\text{к}c_\text{к}\Delta T$$
3

Подставим значения удельных теплоёмкостей воды и алюминия:

$$Q = (1 \cdot 4200 + 0{,}5 \cdot 900) \cdot 80 = 372000\ \text{Дж}$$
4

Мощность электрического тока, выделяемая в спирали плитки, определяется по формуле:

$$P = \frac{U^2}{R} = \frac{200^2}{10} = 4000\ \text{Вт}$$

Так как потерями энергии можно пренебречь, работа электрического тока равна количеству теплоты. Поэтому время нагревания равно:

$$Pt = Q,\quad t = \frac{Q}{P} = \frac{372000}{4000} = 93\ \text{с}$$
Ответ

Вода закипит примерно через $93\ \text{с}$.

Этот ответ получен в разборе, но не сверен с официальным ключом из банка — проверьте выкладки, прежде чем заучивать результат.

Где здесь ошибаются

Не учитывать нагревание алюминиевой кастрюли.

Использовать в формуле мощности выражение $P = UI$, не находя силу тока.

Принять конечную температуру равной $20\ ^\circ\text{C}$ вместо $100\ ^\circ\text{C}$.

Перепутать массу кастрюли $500\ \text{г}$ с $500\ \text{кг}$.

Закрепить приёмВ теме «Тепловые процессы и машины» ещё 104 задачи — с ответом и таким же разбором.
Тренироваться

Как решать задание 22 ОГЭ, физика

Разбор этой задачи разложен на 5 шагов: видно, откуда берётся каждое число и где теряется балл. Ответ приведён рядом с выкладками, а не вместо них.

Задача из темы «Тепловые процессы и машины»: в ней 105 задач, и у каждой есть такой же разбор. Регистрация не нужна.