Решение задачи чайник с водой
Электрический чайник, содержащий объем V = 600 см 3 воды при t0 = 9 °С, забыли выключить. Сопротивление нагревателя чайника R = 16 Ом. Через какое, время τ после включения вода в чайнике выкипит? Напряжение в сети U = 120 В, к.п.д. нагревателя η = 60%.
Дано:
V = 600 см 3 = 600·10 -6 м 3
Решение:
Теплота, выделяющаяся в чайнике, находится по закону Джоуля-Ленца
С учетом КПД нагревателя
Для нагревания воды на Δ t градусов необходимо
где с – удельная теплоемкость воды
Вода нагревается на
Энергия, необходимая для превращения воды в пар
где λ – удельная теплота парообразования
Уравнение теплового баланса (или закон сохранения энергии)
Время, через которое вода выкипит
Ответ: 
Источник
Решение задачи чайник с водой
В электрочайнике с КПД, равным 60%, находится 0,6 кг воды при 20 °С. Чайник включили в сеть с напряжением 220 В и забыли выключить. Через 11 мин вода полностью выкипела. Определите сопротивление нагревательного элемента.
Это задание ещё не решено, приводим решение прототипа.
В электрочайнике с КПД, равным 60 %, находится 0,6 кг воды при 20°С. Чайник включили в сеть с напряжением 220 В и забыли выключить. Через 11 мин вода полностью выкипела. Определите сопротивление нагревательного элемента.
m = 0,6 кг, t1 = 20°C, t2 = 100°C, 
= 11 мин = 660 с, 
= 0,6, U = 220 В, c = 4200 Дж/(кг · °C), L = 2,3 · 10 6 Дж/кг.
где 
где 
Ответ: 
Источник
Задача про чайник и сундук
Решать задачу «вскипятить чайник» физик и математик будут одинаково: нальют воду, включат плиту, поставят на неё чайник и доведут его содержимое до 100 °С. А вот задачу «вскипятить наполненный водой чайник» поймут по-разному. Физик подумает: «Включим плиту, поставим, нагреем». Математик: «Выльем воду из чайника, чем сведём задачу к предыдущей».
Как ни странно, и физик, и математик правы относительно решения второй задачи. Конечно, физик получил результат, совершив при этом минимальное количество действий. Но и математик пришёл к решению оптимально, только по-своему — с минимальным количеством рассуждений.
В статье «Простые вещи: смартфон» упоминается гипотеза Иоганна Кеплера о максимально плотной упаковке трёхмерного пространства шарами, высказанная им в 1611 году. В 1958-м Амброз Роджерс описал гипотезу Кеплера как то, во что многие математики верят, а все физики знают и так.
Амброз Роджерс описал гипотезу Кеплера как то, во что многие математики верят, а все физики знают и так
А ещё через сорок лет, то есть почти через четыре столетия после Кеплера, гипотеза наконец-то была доказана. Казалось бы, зачем прилагать столько усилий, чтобы найти доказательство? Разве нельзя было просто поверить авторитетному учёному на слово? К сожалению и одновременно к счастью для самого существования математики, в ней нет экспериментальной проверки. И только доказательство является «сертификатом» правильности того или иного утверждения.
Источник
Решение задачи чайник с водой
Нагреватель электрического чайника имеет две секции. При включении одной из них вода в чайнике закипит через время τ1 = 15 мин, при включении другой — через время τ2 = 30 мин. Через какое время τ закипит вода в чайнике, если включить обе секции: а) последовательно; б) параллельно?
Дано:
а) обе секции включены последовательно
б) обе секции включены параллельно?
Решение:
Теплота, выделяющаяся в нагревателе, находится по закону Джоуля-Ленца
Мощность второй секции
Мощность можно записать в виде
Т.к. чайник подключается к одному и тому же источнику напряжения, то из последней формулы выражаем сопротивление второй секции
Полное сопротивление цепи
б) обе секции включены параллельно.
Ответ: а) 
б) 
Источник
Решение задачи чайник с водой
1 кг воды нагрели электрическим чайником за 1 минуту от 10 °С до 30 °С. Потом вылили 200 г воды и включили чайник снова. Через сколько времени закипит оставшаяся вода?
1) Чему равна мощность чайника?
2) За сколько минут (после повторного нагревания) чайник вскипятит оставшуюся воду? Ответ дайте с точностью до десятых.
Потерями тепла пренебречь.
Ответ: 1) мощность Вт 2) время мин.
1. Найдём количество теплоты, которое потребовалось для первоначального нагревания воды: 
Учитывая, что 1 мин = 60 с, тепловая мощность равна
2. В чайнике осталось 1 кг − 0,2 кг = 0,8 кг воды. На её нагревание от 30 °С до 100 °С потребуется 
Зная мощность и количество теплоты, найдём время
Источник
