Объяснение:
Задача 7
1)
Активное сопротивление:
R = R₁ + R₂ = 5 + 7 = 12 Ом
2)
Циклическая частота:
ω = 2·π·f = 2·3,14·40 ≈ 250 с⁻¹
3)
Индуктивное сопротивление:
XL = ω·L = 250·0,1 = 25 Ом
4)
Емкостное сопротивление:
Xc = 1 / (ω·C) = 1 / (250·135·10⁻⁶) ≈ 30 Ом
5)
Полное сопротивление:
Z = √ (R² + (XL - Xc)²) = √ (12² + (25 - 30)²) = √ (12² + (-5)²) ≈ 13 Ом
6)
Сила тока:
I = U / Z = 10/13 ≈ 0,77 А
7)
Для построения векторной диаграммы находим:
UR = I·R = 0,77·12 ≈ 9 В
UL = I·XL = 0,77·25 ≈ 19 B
Uc = I·Xc = 0,77·30 ≈ 23 В
Строим диаграмму:
Тогда вода в сосуде, при охлаждении отдает количество теплоты Q₁:
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 :
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:
Составляем уравнение теплового баланса, приравниваем Q₁ и Q₂. При этом, согласно (3) выражаем m₃ через m₂
Теперь из 4 выражаем m₂:
Подставляя в (5) числовые значения, получаем:
ответ: Исходная масса льда 0,201 кг=201 г.