Участок цепи состоит из двух последовательно соединенных проводников, сопротивление которых 40 и 60 ом. напряжение на участке цепи 60 в. какое кол-во теплоты выделится в каждом из за 1мин? с дано и решение,)
Общее сопротивление участка цепи: R=R1+R2. Сила тока на участке цепи по закону Ома: I=U/R=U/(R1+R2). По закону Джоуля-Ленца количество теплоты, выделяемое при прохождении тока через сопротивление:Q=I^2*R*t. t необходимо выразить в системе СИ в секундах: t=1мин=60сек.
Количество теплоты на первом резисторе:Q1=I^2*R1*t=U^2*R1*t/(R1+R2)^2=60*60*40*60/(40+60)^2= 8640000/10000=864 Дж.
На втором резисторе: Q2=I^2*R2*t=U^2*R2*t/(R1+R2)^2=60*60*60*60/(40+60)^2=12960000/10000=1296Дж.
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:
Для решения этой задачи, нам понадобится использовать закон сохранения момента импульса.
Момент импульса, обозначаемый как L, определяется как произведение момента инерции и угловой скорости - L = Iω, где I - момент инерции, а ω - угловая скорость.
Сначала вычислим момент инерции платформы в начальном состоянии, когда на ней находится человек. Так как человек считается материальной точкой, то его момент инерции равен нулю. Момент инерции платформы вычисляется по формуле для сплошного диска I = (1/2) * m * r^2, где m - масса платформы, а r - радиус платформы.
I = (1/2) * 240 * r^2
Затем мы можем использовать закон сохранения момента импульса для определения момента инерции платформы после того, как человек перешел на ее край. При этом угловая скорость платформы уменьшается в 1,5 раза.
L = I1 * ω1 = I2 * ω2,
где I1 и ω1 - момент инерции и угловая скорость платформы в начальном состоянии, соответственно,
а I2 и ω2 - момент инерции и угловая скорость платформы после того, как человек перешел на ее край.
Подставим значения из условия:
I1 * 3 = I2 * (3 / 1.5).
Так как момент инерции человека равен 0, то момент инерции платформы после того, как человек перешел на ее край, равен моменту инерции платформы в начальном состоянии.
(1)
(2)
кг (3)
(4)
(5)
кг
Общее сопротивление участка цепи: R=R1+R2. Сила тока на участке цепи по закону Ома: I=U/R=U/(R1+R2). По закону Джоуля-Ленца количество теплоты, выделяемое при прохождении тока через сопротивление:Q=I^2*R*t. t необходимо выразить в системе СИ в секундах: t=1мин=60сек.
Количество теплоты на первом резисторе:Q1=I^2*R1*t=U^2*R1*t/(R1+R2)^2=60*60*40*60/(40+60)^2= 8640000/10000=864 Дж.
На втором резисторе: Q2=I^2*R2*t=U^2*R2*t/(R1+R2)^2=60*60*60*60/(40+60)^2=12960000/10000=1296Дж.