Краткое пояснение: Сначала найдем количество теплоты, необходимое для нагрева воды, а затем определим напряжение, используя закон Джоуля-Ленца.
- Шаг 1: Определяем количество теплоты, необходимое для нагрева воды от 14 °С до кипения (100 °С). Удельная теплоемкость воды \( c = 4200 \text{ Дж/(кг·°С)} \).
\[ Q = mc\Delta T = 0.2 \text{ кг} \cdot 4200 \text{ Дж/(кг·°С)} \cdot (100 - 14) \text{ °С} = 0.2 \cdot 4200 \cdot 86 \text{ Дж} = 72240 \text{ Дж} \]
- Шаг 2: Определяем время нагрева в секундах. \( t = 5 \text{ мин} = 5 \cdot 60 = 300 \text{ с} \).
- Шаг 3: Используем закон Джоуля-Ленца: \( Q = I^2Rt \), где I - ток, R - сопротивление, t - время. Также \( Q = UIt \), где U - напряжение.
- Шаг 4: Выражаем напряжение U: \( U = \frac{Q}{It} = \frac{72240 \text{ Дж}}{2 \text{ А} \cdot 300 \text{ с}} = \frac{72240}{600} = 120.4 \text{ В} \).
Ответ: 120,4 В