Dane:

$d=1cm=0,01m$   

$h=5cm=0,05m$  

$T_1={20}^{\circ }C=293K$  

$T_2={100}^{\circ }C=373K\leftarrow \text{temperatura wrzenia wody}$  

$P=120W$  

$k=30\%$  

$\rho =1\frac{kg}{d{m}^3}=1000\frac{kg}{m^3}$  

$c_w=4187\frac{J}{kg\cdot K}$  

Szukane:

$t=?$  

Rozwiązanie:

Doprowadzamy wodę do wrzenia, czyli zmiana temperatury ma postać:

$\Delta T=T_2-T_1$  

Znamy wymiary fiolki, w której podgrzewana jest woda. Wiemy, że promień jest połową długości średnicy. Traktując fiolkę, jako walce otrzymujemy, że jej objętość ma postać:

$V=\pi {\left(\frac{1}{2}d\right)}^{2}h$  

$V=\frac{1}{4}\pi d^{2}h$  

Korzystając z definicji gęstości możemy zauważyć, że masa wody w fiolce może zostać wyrażona wzorem:

$m=\rho V$  

$m=\frac{1}{4}\pi \rho d^{2}h$  

Ilość ciepła potrzebna do określonego przyrostu temperatury ciała wyraża się wzorem:

$Q=mc\Delta T$  

gdzie Q jest ciepłem oddanym lub pobranym przez ciało o masie m przy zmianie temperatury o ΔT, c jest ciepłem właściwym substancji. Z tego wynika, że ciepło jakie należy dostarczyć wodzie w cylindrycznej fiolce ma postać: