Содержание курса

Почвоведение: системный подход

Задача № 42

Электрический чайник имеет две нагревательные спирали. При включении одной из них вода закипает за 10 мин, при включении другой – за 15. За какое время закипит вода в чайнике, если спирали соединить:

11) последовательно;

12) параллельно.

Решение

Прежде всего, следует понять – чем бы ни нагревалась вода, для того, чтобы её вскипятить, всегда необходимо одно и тоже количество теплоты. Сложность задачи в том, что найти это количество теплоты по данным задачи невозможно. Далее, каждый раз чайник включается в сеть и напряжение всегда одинаково. Запишем количество теплоты, выделяемое в электрической цепи во всех чётырёх случаях:

.

Используя эту цепочку уравнений, можно решить задачу. Выразим для начала искомые величины  и :

.

Поделим числитель и знаменатель уравнения для  на :

.

Уравнение для  также поделим на :

.

Из последних уравнений видно, что необходимо найти отношение сопротивлений двух спиралей. Это отношение можно найти из первых двух уравнений цепочки для количества теплоты:

.

Окончательно получим:

.

Ответ: при последовательном соединении время кипячения воды 25 мин, при параллельном – 6 мин.


Следующая страница: Задача № 43
Предыдущая страница: Задача № 41