За какое время кипятильник 1400 Вт нагреет 2 л воды от 20 °C до кипения при КПД 80 %

Решение по шагам

1. 1

   Шаг 1. Находим массу воды и нужное количество теплоты

   Объём переводим в СИ: $V = 2$ л $= 2 \cdot 10^{-3}$ м³. Масса:

   $$m = \rho V = 1000 \cdot 2 \cdot 10^{-3} = 2 \text{ кг}$$

   (для воды удобно помнить: 1 л воды — это 1 кг).

   Теплота на нагревание:

   $$Q = c m \Delta T, \qquad \Delta T = 100 - 20 = 80\ ^\circ\text{C}$$

   Важно: в формулу идёт разность температур, а не конечная температура.

2. 2

   Шаг 2. При чём здесь КПД

   Розетка отдаёт кипятильнику полную энергию $A = P t$, но часть её уходит на нагрев сосуда и воздуха. Воде достаётся только полезная часть:

   $$\eta = \frac{Q}{A} = \frac{Q}{P t}$$

   Отсюда выражаем время:

   $$t = \frac{Q}{\eta P}$$

   КПД в расчёт подставляем в долях: $\eta = 80\ \% = 0{,}8$. Можно рассуждать и так: полезная мощность нагрева равна $\eta P$, и делить теплоту нужно именно на неё.