Задание OGEPHYS152B37: Нагревание и охлаждение тел. Количество теплоты. Удельная теплоёмкость:

Вода массой m = 1 кг нагревается от 20 до 100 °C за τ = 6 мин = 360 с. Сила тока I = 7 А, напряжение U = 220 В. Полезным результатом считается нагревание воды, её дальнейшее испарение в условии не требуется.
Полезная теплота при c_в = 4200 Дж·кг⁻¹·°C⁻¹:
Q_пол = c_в · m(t₂ − t₁).
Q_пол = 4200 · 1 · (100 − 20) Дж = 336000 Дж.
Затраченная электрическая энергия:
A = UIτ.
A = 220 В · 7 А · 360 с = 554400 Дж.
Коэффициент полезного действия:
η = Q_полA.
η = 336000554400 ≈ 0,6061 = 60,61%.
Проверка: полезная энергия меньше электрической. Неполезные затраты равны 554400 − 336000 = 218400 Дж. Произведение неокруглённого КПД на электрическую энергию возвращает 336000 Дж, необходимых для повышения температуры на 80 °C. Время обязательно выражаем в секундах, поскольку ватт равен джоулю за секунду. Ответ: примерно 61%.