Дано:
tt = 5 мин = 300 с
mm = 0.2 кг
T_1T
1
= 14°C
T_2T
2
= 100°C -- температура кипения воды
II = 2 А
cc = 4200 Дж/(кг·°С) -- удельная теплоемкость воды
Найти:
U=?U=?
Чтобы нагреть воду массой mm от температуры T_1T
1
до температуры T_2T
2
необходимо затратить количество теплоты равное:
Q = mc \Delta T = mc(T_2 - T_1)Q=mcΔT=mc(T
2
−T
1
) .
С другой стороны, по закону Джоуля-Ленца при прохождении тока II в электрокипятельнике за время tt выделяется следующее количество теплоты:
Q = IUtQ=IUt .
Приравняв полученные выражения можем выразить необходимое напряжение:
\begin{lgathered}mc(T_2 - T_1) = IUt\\ U = \dfrac{mc(T_2 - T_1)}{It}\end{lgathered}
mc(T
2
−T
1
)=IUt
U=
It
mc(T
2
−T
1
)
Проведем численный расчет:
U = \dfrac{0.2 \cdot 4200 \cdot (100-14)}{2 \cdot 300} = \dfrac{72240}{600} =120.4 \; \text{B}U=
2⋅300
0.2⋅4200⋅(100−14)
=
600
72240
=120.4B
ответ: 120.4 В.
Q=c*m*(t2 - t1). (Q-количество теплоты, с - удельная теплоемкость воды=4200Дж/кг*град, m -масса=5кг, t1 -начальная температура=90град, t2 -конечная температура=20град)
Q=4200*5 *(20 - 90)=- 1470000Дж. ( -1470кДж) ответ а. (минус означает, что тепло выделяется, ответ- по модулю)
2) Q=c*m*dt. ( dt - изменение температуры)
dt=Q / c*m. ( c=920Дж/кг*град ( из таблицы) m=0,2кг ( в системе СИ) , Q=9200Дж. )
dt=9200 / 920*0,2=50град. ответ б.
3) Q=c*m*(t2 - t1) выразим массу
m=Q / c*(t2 - t1).
m=2520000 / 4200*(50 - 20)=20кг. ответ б.