Для розрахунку ККД (коефіцієнта корисної дії) електричного чайника необхідно знати, яка частка електричної енергії, яку він споживає, перетворюється на теплову енергію, яка використовується для нагрівання води.

Спочатку необхідно визначити кількість теплоти, яка потрібна для нагрівання 3 літрів води від 20° до кипіння. Для цього використовуємо формулу:

Q = m * c * ΔT

де Q - кількість теплоти, необхідна для нагрівання води (в джоулях), m - маса води (в кілограмах), c - специфічна теплоємність води (4186 Дж/кг*°C), ΔT - зміна температури (в °C).

Маса 3 літрів води дорівнює 3000 грамам або 3 кілограмам.

ΔT = 100 - 20 = 80°C

Q = 3 * 4186 * 80 = 1002480 Дж

Далі, необхідно визначити, скільки електричної енергії споживає чайник за 2 хвилини. Для цього використовуємо формулу:

E = P * t

де E - електрична енергія (в джоулях), P - потужність чайника (в ватах), t - час роботи (в секундах).

Час роботи чайника дорівнює 2 * 60 = 120 секундам.

P = 200 Вт

E = 200 * 120 = 24000 Дж

Отже, ККД електричного чайника можна визначити за формулою:

ККД = Q / E * 100%

ККД = 1002480 / 24000 * 100% = 4177%

Отримане значення ККД більше 100%, що неможливо з фізичної точки зору. Це може бути пов'язано з неточністю вихідних даних або помилкою в розрахунках.