Электрический чайник, сопротивление спирали которого равно 20 Ом включают в сеть последовательно с сопротивлением 10 Ом. При этом вода в чайнике закипает за 9 мин. За какое время закипит вода в чайнике, если параллельно с ним включить еще один такой же? Начальная температура и количество воды в чайниках одинаковые.

t₂=16 мин

Объяснение:

Rч=20 Ом

R=10 Ом

t₁=9 мин

t₂=?

Количество теплоты, необходимое для закипания чайника, определяется как

Q₁=t₁*P=t₁*Uч₁²/Rч; Uч₁=Uc*Rч/(Rч+R) ⇒ Q₁=t₁*Uc²*Rч/(Rч+R)², где Uc - напряжение сети.

При параллельном подключении второго чайника, напряжение на них будет одинаково и будет определяться как:

Uч₂=Uc*Rч/(Rч+2*R)  и количество теплоты, выделяющееся в этом случае в каждом из чайников:

Q₂=t₂*Uc²*Rч/(Rч+2*R)².

Т.к. количество воды в обоих случаях одинаково, то Q₁=Q₂; t₁*Uc²*Rч/(Rч+R)²=Q₂=t₂*Uc²*Rч/(Rч+2*R)²

t₂=t₁*(Rч+2*R)²/(Rч+R)²=t₁*[(Rч+2*R)/(Rч+R)]²=9*[(20+2*10)/(20+10)]²=9*(4/3)²=16 мин