Магнитный поток через контур проводника сопротивлением 0,06 Ом за 4 секунды изменился на 0,024 Вб. Найдите силу тока в проводнике если изменение потока происходило равномерно.
Λ = 330 000 Дж - удельная теплота плавления льда m₁ = 500 г = 0,5 кг - масса льда С = 4200 Дж/(кг град) - удельная теплоёмкость воды t = 30° C - начальная температура воды m₂ = 4 кг - масса воды t₀ - искомая конечная температура Лёд растаял и нагрелся до конечной температуры, на что было затрачено количество теплоты: Q = λm₁ + Сm₁t₀ Вода остыла до конечной температуры, при этом выделилось количество теплоты: Q = Сm₂(t - t₀) Уравнение термобаланса: λm₁ + Сm₁t₀ = Сm₂(t - t₀) откуда, выражая искомую величину через остальные, получим: t₀ = (Сm₂t - λm₁)/(C(m₁ + m₂)) = (4200*4*30 - 330000*0.5)/(4200(0.5 + 4)) = 339000/18900 = 18° C
Итак, что у нас происходит. Кусок льда, оказавшись в воде, сначала нагревается до температуры плавления, затем тает. При этом вода в сосуде охлаждается. Коль лед не весь растаял, есть основания полагать, что процесс завершился при температуре 0° С. Тогда вода в сосуде, при охлаждении отдает количество теплоты Q₁: (1) Тут: с₁ - удельная теплоемкость воды 4200 Дж/(кг·К) m₁ - масса воды 1 кг (1л - 1кг) T₀ - начальная температура воды 10°С T₁ - конечная температура воды и льда 0°С
Лед принял количество теплоты Q₂ : (2) Где: с₂ - удельная теплоемкость льда 2060 Дж/(кг·К) m₂ - начальная масса льда T₂ - начальная температура льда -20°С T₁ - конечная температура воды и льда 0°С m₃ - масса растаявшего льда. λ - удельная теплота плавления льда 334*10³ Дж/кг При этом: кг (3)
Составляем уравнение теплового баланса, приравниваем Q₁ и Q₂. При этом, согласно (3) выражаем m₃ через m₂ (4) Теперь из 4 выражаем m₂:
(1)
(2)
кг (3)
(4)
(5)
кг
m₁ = 500 г = 0,5 кг - масса льда
С = 4200 Дж/(кг град) - удельная теплоёмкость воды
t = 30° C - начальная температура воды
m₂ = 4 кг - масса воды
t₀ - искомая конечная температура
Лёд растаял и нагрелся до конечной температуры, на что было затрачено количество теплоты:
Q = λm₁ + Сm₁t₀
Вода остыла до конечной температуры, при этом выделилось количество теплоты:
Q = Сm₂(t - t₀)
Уравнение термобаланса:
λm₁ + Сm₁t₀ = Сm₂(t - t₀)
откуда, выражая искомую величину через остальные, получим:
t₀ = (Сm₂t - λm₁)/(C(m₁ + m₂)) = (4200*4*30 - 330000*0.5)/(4200(0.5 + 4)) = 339000/18900 = 18° C