Электроплитка имеет три одинаковые спирали. если в сеть все три спирали включены последовательно, то вода в кастрюле закипает через 36 мин. через какое время закипит та же масса воды, если в ту же сеть спирали включить параллельно? начальные температуры воды одинаковы. сопротивления спиралей не зависят от условий работы.

через 4 мин (если спирали не сгорят через 10 с)

Объяснение:

закон Джоуля-Ленца

W=P*t;

W - тепловая энергия, выделяющаяся на нагрузке, Дж (Вт*с)

P - электрическая мощность источника, Вт

t - время работы источника, с

запишем формулу мощности Р, Вт:

Р₁=U²/R, где

U - напряжение источника, В

R - сопротивление нагрузки (спиралей), Ом

при последовательном соединении 3-х одинаковых спиралей R, Ом получим мощность P₁:, Вт:

R₁=3r; Р₁=U²/(3r)

при параллельном соединении тех же трех спиралей R₁₁, Ом, и мощность P₁₁, Вт

R₁₁=1/(1/r+1/r+1/r)=r/3; Р₁₁=U²/(r/3)=3U²/r;

здесь r - сопротивление каждой из 3-х спиралей, Ом

k=Р₁₁/Р₁=[3U²/(r)]/[U²/3r]=9

При изменении подключения спиралей из последовательного в паралелльное при том же напряжении, мощность (а значит и кол-во теплоты) возрастает в 9 раз! Что выдержит далеко не каждая спираль. Зато время нагрва той же массы воды уменьшится в такое же количиство раз:

t₁₁=t₁/k; t₁₁=36/9=4 (мин)

t₁, t₁₁ - время нагревания воды при последовательном и параллельном соединении спиралей, соответственно, мин