Дмитрий, не пытайтесь поймать меня на неточностях. Я могу ошибиться в понятиях, но не в процессе, который мне представляется абсолютно ясным.
Я прошу прощения, что не очень ясно могу выразить свои мысли и намерения.
Ни в коей мере не идет речь о "ловить на неточностях".
Речь идет о попытке восполнить пробел в познаниях базовой теплотехники. Я по образованию - инженер металлург и нам подробно вбивали в головы основы теплотехники.
Поэтому, неточности я уже "вычислил". Вы рассуждаете грамотно и логично. Неточность в том, что Вы пологаете, что потери энергии на оболочке ТЭНа - есть величина постоянная во времени.
Т.е. - сколько ТЭН включен, столько он и не пропускает тепловую энергию сквозь себя.
Но это - не так.
На самом деле оболочка ТЭНа имет ограниченнную теплоёмкость.
Т.е. в момент включения, когда оболочка ТЭНа еще холдная, а спираль уже потребляет из сети электроэнергию - действительно имеем на выходе с ТЭНа меньше тепловой энергии, чем потребляем электрической.
Недостающая энергия (потери), в соответствие с законом сохранения энергии (вечный двигатель, разумееется, мы не создали) полностью поглощается оболочкой ТЭНа, и температутра оболочки - растет. После того как оболочка нагреется до рабочей температуры (повышение температуры прекращается) - вся (ВСЯ!!!!!!!!) поглощаемая системой элетроэнергия ПОЛНОСТЬЮ превращается в тепловую.
В том то и дело что оболочка должна проводить всё тепло полученное от спирали, но этого не происходит и часть энергии сначала идет на нагрев, а потом на поддержание температуры оболочки.
Вот вот. Поддержание температуры оболочки вызвано тем, что тепловая энергия, поглощенная оболочкой "уходит" на нагрев окружающей среды, т.е.нашей воды.
Ну, по анологии, представьте, что наполняетет водой бак. Воду в бак подаете по трубопроводу. В первый момент запуска, пока трубы еще пустые, получится, что вливаете в трубопровод больше воды, чем вытекает на другом уонце в бак. Но, как только трубопровод наполнится, равновесие воссатновится. Сколько вольете воды на входе,стоько на том конце и получите. Попути следования вода никуда не девается.