Считаем количество теплоты, необходимой для нагрева воды:
2л * 1кг/л = 2 кг.
Q = c*m*(t2 - t1)
Возьмем значение уд. теплоемкости воды из таблицы и подставим в уравнение:
Q = 4200 * 2 * (100 - 20) = 672 000 (Дж) =672 кДж.
Учитывая кпд, найдем:
672 / 80% = 672 / 0,8 = 840 (кДж).
Теперь, зная работу, посчитаем ток, проходящий через проволоку и необходимый для нагрева воды:
10 мин = 60 * 10 (с) = 600 с.
W = U*I*t
840000 = 220 * I * 600
I = 840000 / 220 * 600 = 6.36 (A).
Зная Закон Ома, найдем сопротивление проволоки:
R = U / I
R = 220 / 6.36 = 34.59 (Ом).
Считаем длину, взяв удельное сопротивление никелиновой проволоки из таблицы:
R = p * l / S
l = R * S / p
l = 34.59 * 0.84 / 0.4 = 72.639 (м).
Ответ: длина никелиновой проволоки равна 72,639 м.