Q₁ = c·m₁·(t₂ - t₁) = 4200·0,100·(90 - 20) = 29 400 Дж = 29,4 кДж
Q₂ = m₂·q = 0,005·26·10⁶ = 130 000 Дж = 130 кДж
η = 29,4·100% / 130 ≈ 23%
Соединение проводников смешанное (параллельно-последовательное).
Сопротивления R₁ и R₂ соединены последовательно:
R₁₂ = R₁ + R₂ = 8 + 4 = 12 (Ом)
Сопротивления R₃ и R₄ соединены последовательно:
R₃₄ = R₃ + R₄ = 2 + 10 = 12 (Ом)
Группы сопротивлений R₁₂, R₃₄ и R₅ соединены параллельно:
1/R = 1/R₁₂ + 1/R₃₄ + 1/R₅ = 1/12 + 1/12 + 1/12 = 1/4
Обшее сопротивление цепи:
R = 4 (Ом)
Ток через R₁ и R₂:
I₁ = I₂ = U₁/R₁ = 32 : 8 = 4 (A)
Напряжение в цепи:
U(ab) = U₁₂ = U₃₄ = U₅ = I₁R₁₂ = 4 · 12 = 48 (B)
Ток через R₃ и R₄:
I₃ = I₄ = U₃₄/R₃₄ = 48 : 12 = 4 (A)
Ток через R₅:
I₅ = U₅/R₅ = 48 : 12 = 4 (A)
Общий ток в цепи:
I = I₁₂ + I₃₄ + I₅ = 4 + 4 + 4 = 12 (A)
Напряжение на R₂:
U₂ = I₁₂R₂ = 4 · 4 = 16 (В)
Напряжение на R₃:
U₃ = I₃₄R₃ = 4 · 2 = 8 (B)
Напряжение на R₄:
U₄ = I₃₄R₄ = 4 · 10 = 40 (B)
Сопротивление первой лампы:
R₁ = U₁/I₁ = 16 : 0,5 = 32 (Ом)
Сопротивление второй лампы:
R₂ = U₂/I₂ = 6 : 5 = 1,2 (Ом)
Общее сопротивление цепи при последовательном соединении:
R = R₁ + R₂ = 32 + 1,2 = 33,2 (Ом)
Общий ток в цепи с напряжением 24 В:
I = U/R = 24 : 33,2 ≈ 0,72 (A)
Напряжение на первой лампе:
U₁' = IR₁ = 0,72 · 32 ≈ 23,1 (B)
Напряжение на второй лампе:
U₂' = IR₂ = 0,72 · 1,2 ≈ 0,9 (B)
Таким образом, при последовательном подключении этих ламп к источнику с напряжением 24 В первая лампа будет работать с перекалом (и, скорее всего, перегорит), вторая лампа светиться практически не будет. Поэтому такое подключение нежелательно.
Объяснение:
1)
Нагреваем воду:
Q₁ = c·m₁·(t₂ - t₁) = 4200·0,100·(90 - 20) = 29 400 Дж = 29,4 кДж
2)
Сжигаем спирт:
Q₂ = m₂·q = 0,005·26·10⁶ = 130 000 Дж = 130 кДж
3)
η = 29,4·100% / 130 ≈ 23%