Задание OGEPHYSCCF482: Закон сохранения энергии в тепловых процессах. Уравнение теплового баланса:

Масса молока m = 440 г = 0,44 кг, удельная теплоёмкость c = 3900 Дж·кг⁻¹·°C⁻¹. Нужно повысить температуру на Δt = 55 °C. Нагреватель сопротивлением R = 200 Ом подключён к напряжению U = 220 В. Потерями энергии пренебрегаем; теплоёмкость сосуда в принятой модели не учитываем.
Количество теплоты для молока Q = cmΔt. Мощность резистивного нагревателя P = U²R, а выделенная за время τ энергия равна Pτ. Закон сохранения энергии:
cmΔt = U²τR.
Выражаем время до подстановки:
τ = cmΔtRU².
τ = 3900 · 0,44 · 55 · 200220² с = 390 с = 6,5 мин.
Проверка: мощность нагревателя равна 220², делённому на 200, то есть 242 Вт. За 390 с он отдаёт 94380 Дж. Молоко при указанном повышении температуры получает 3900 · 0,44 · 55 = 94380 Дж. Для расчёта достаточно изменения температуры; её абсолютные начальное и конечное значения не нужны. Ответ: 390 с.