Кипятильник в кастрюле

Количество теплоты от кипятильника за час равно \(J^2Rt\). Какая часть этой энергии идёт на нагрев воды до кипения, а какая — на испарение половины массы?

Напишем закон Джоуля–Ленца. Получим количество теплоты, которое передаётся за час от кипятильника воде: \[Q_1 = J^2 R t = 10^2 \cdot 2 \cdot 3600\,\text{с} = 720\,\text{кДж}.\] На нагревание воды до температуры \(100^\circ\)C и последующее кипение (испарение половины массы) расходуется количество теплоты \[Q_2 = c\,m\,\Delta T + L\,\frac{m}{2}.\] Из сохранения энергии следует, что \(Q_1 = Q_2\). Тогда найдём исходную массу воды: \[m = \frac{J^2 R t}{c\,\Delta T + \dfrac{L}{2}} = \frac{720\,\text{кДж}}{4{,}2\cdot 50 + \dfrac{2260}{2}\ \text{кДж/кг}} = 0{,}537\,\text{кг}.\]