Электрочайник мощностью 2,4 квт, рассчитанный на максимальное напряжение 240 в, включают в сеть напряжением 120 в. сколько воды с начальной температурой 18 ºс можно довести до кипения за 7 мин, если кпд чайника в этом случае равен 82%?

дано: po=2.4квт=2400вт   δt=7мин=420с   uo=240 в   u1=120 в   t1=18с t2=100с    η=82%=0.82

решение: po=uo^2/r - расчитанная мощность на 240 в

тогда сопротивление нагрев.элемента чайника r=uo^2/po=240^2/2400=24 ом

p1=u1^2/r=120^2/24=600 вт - мощность чайника при   120 в

q=ηp1δt=0.82*600*420=206640 дж - теплота, выделевшаяся чайником

q=cm(t2-t1) - теплота на нагревание воды до кипения 

m=q/c(t2-t1)=206640/4200*(100-18)=0.6 (кг) - масса воды

т.к. лампы соединены параллельно, то напряжение на каждой из них будет одинаково.

по закону ома i= u/(r+r), где r -внутр сопротивление источника, a r общее сопротивление цепи.

1/r = 5/(2*r_провода + r_лампочки) => r = 150/5 = 30 ом

ток в цепи i = 150/30.4 ~ 4.93 a

а теперь запишем все падения напряжений:

u = i*r + i/5 * (2*r_провода + r_лампочки)

нас интересует только падение напряжение на лампе

u1 = i/5 * r_лампочки ~ 143 b

240+120=360 (м) - нужно пройти поезду

18 км/ч = 5 м/сек - скорость поезда

360: 5=72 (сек)=1мин12сек