Задание OGEPHYS0CAB31: Закон сохранения энергии в тепловых процессах. Уравнение теплового баланса:

Номинальная мощность каждого нагревателя P₀ = 600 Вт. Сеть имеет то же напряжение U, на которое рассчитан каждый нагреватель. Сопротивления одинаковы и в школьной модели постоянны. Для воды принимаем плотность 1000 кг·м⁻³: объём 2 л соответствует массе m = 2 кг. Время τ = 7 мин = 420 с.
Для одного нагревателя P₀ = U²R. При последовательном соединении R_общ = 2R. Поэтому общая мощность двух нагревателей:
P = U²2R = P₀2.
P = 6002 Вт = 300 Вт.
Напряжение на каждом вдвое меньше напряжения сети, поэтому мощность каждого составляет четверть номинальной.
Потерь энергии нет. Удельная теплоёмкость воды c = 4200 Дж·кг⁻¹·°C⁻¹. Закон сохранения энергии:
Q = cmΔt = Pτ.
Выразим искомую величину:
Δt = Pτcm.
Δt = 300 · 4204200 · 2 °C = 15 °C.
Проверка: электрическая энергия равна 300 · 420 = 126000 Дж. Вода получает 4200 · 2 · 15 = 126000 Дж. Эти значения совпадают. Учтена мощность всей цепи при последовательном соединении. Ответ: 15 °C.