Дано:
P = 300 Вт
m = 2 кг
τ = 10 мин = 600 сек
c = 4200 Дж/(кг×°С)
Найти:
Δt - ?
Воспользуемся формулой мощности электрического тока:
P = U²/R
отсюда сопротивление одного нагревателя равна:
R = U²/P
Далее используем формулу сохранения энергии при нагревании воды при параллельном соединений двух его спиралей:
Q = P×τ
cmΔt = U²/Rобщ × τ = 2U²/R × τ = 2P×τ (1)
Далее при формулы (1) мы найдем температуру:
cmΔt = 2Pτ ⇒ Δt = 2Pτ/cm
Далее считаем:
Δt = 2×300 Вт × 600 сек/4200 Дж/(кг×°С) × 2 кг = 600Вт × 600 сек/8400 Дж/°С = 360000 Дж/8400 Дж/°С ≈ 42,86°С ≈ 43°С
ответ: Δt = 43°С
Всё достаточно просто.
Формула, которая используется за основу для решения - обобщённая формула Бальмера. (фото 1)
В данной задаче рассматривают серию Лаймана (ультрафиолет), и это значит, что в формуле k= 1 - номер серии. (фото 2)
Как понятно из формулы( фото 2). Максимальная энергия будет при n₁ = 1 (const в формуле) и n₂=∞. Поэтому Emax = Ei = 0 - (-13,6) = 13,6 В
А минимальная энергия будет при n₁ = 1 (const в формуле) и n₂=2.
Emin = - 3,4 - (- 13,6) = 10,2 В
Значения берутся из серии (фото 3)