В первом опыте в сосуд с водой при комнатной температуре помещают нагревательный элемент, состоящий из двух спиралей с сопротивлениями R1 и R2, подключенный к источнику постоянного напряжения U. В начальный момент времени ключ К замкнут. Воду доводят до кипения, затем выливают и охлаждают до комнатной температуры. Во втором опыте эту же воду при комнатной температуре снова доводят до кипения, при этом ключ К размыкают. В каком случае вода закипит быстрее? Ответ поясните на основании законов термодинамики и электродинамики.
Найдем мощность нагрева в первом и во втором случае.
В первом случае, при замкнутом ключе, получаем цепь, состоящую из двух параллельно подключенных сопротивлений R1 и R2. Напряжение на каждом сопротивлении будет равно U. Найдем мощности, выделяемые на первом и втором сопротивлениях:
Суммарная мощность будет равна: 
Во втором случае, при разомкнутом ключе K, ток через сопротивление R2 не потечет. Получаем, что мощность нагрева во втором случае: 
И в первом и во втором случаях до кипения доводят один и тот же объем воды при одинаковой начальной температуре. Ясно, что мощность нагрева в первом случае больше мощности нагрева во втором случае. Следовательно, в первом случае вода закипит быстрее.
-------------
Дублирует задание № 11642.Спрятать критерии