Имеются три нагревательные спирали с электрическим сопротивлением 3 ом каждая и источник постоянного тока напряжением 12 В нужно подключить эти спирали к источнику так, чтобы получился нагреватель наибольшей мощности. Рассчитайте за какое время такой нагреватель нагреет воду массой 0,5 кг от 28 градусов до кипения. Удельная теплоемкость воды 4200 Дж

Дано:

R1=R2=R3=3Om

U=12V

m (H2O) = 0.5kg

ΔT=100-28=72K

c (H2O) = 4200J/kg*°C

Найти t=?

Найдем сколько теплоты понадобится для нагревания воды

Q (H2O) = c*m*ΔT

Q (H2O) = 4200*0.5*72=151200J

По закону Ома рассчитаем силу тока при параллельном соединении (в этом случае мощность будет наибольшей)

I=U/R

При параллельном:

I=I1+I2+I3

U=U1=U2=U3

Rобщ=1 / (1/R1+1/R2+1/R3)

Rобщ=1 / (1/3+1/3+1/3) = 1Om

I=U/Rобщ = 12/1=12A

По закону Джоуля-Ленца найдем время, за которое нагреватели нагреют воду

Q=I^2*R*t

t=Q / I^2*R

t=151200/12^2*1=1050s

Ответ: t=1050s