На сколько градусов изменится температура воды массой mв = 0,2 кг, если через кипятильник, работающий при напряжении u = 20 в, помещенный в сосуд с водой заряд q = 100 кл? удельная теплоёмкость воды равна cв = 4,2 кдж/(кг*к)
Дано: mводы = 0.2кг cводы=4200 U=20В q=100Кл Решение: Q=I^2*R*t - закон Джоуля-Ленца Есть формула силы тока I=q/t Выразим t t=q/I Подставим в Q Q=I^2*R*q/I=I*R*q Есть закон Ома для участка цепи I=U/R Выразим R R=U/I Подставим в Q Q=I*U*q/I=U*q=20*100=2000Дж
) Определим количество теплоты, необходимое для сжигания льда:Q=mq=0,5*12100000=6050000 Дж,где m - масса торфа, равная 5 кг, q - теплота сгорания торфа (из табл.)2) Зная кол-во теплоты, потраченное на превращение льда в пар, подставим это значение в формулу, предварительно выразив из неё массу льда Q=c*m*(t₂-t₁), где c - удельная теплоемкость льда (из табл.), t₂ - температура образования пара, равная 100°C, t₁ - температура, при которой взяли лёд: m=Q/(c*(t₂-t₁))=6050000/(2100*(100-(-10))=6050000/231000=26,2 кг.ответ: масса льда m=26,2 кг.
Лед должен нагреться до 0 градусов, на это нужно Q1=c1*m1*(0-t1)=c1*5*30=150*c1. Здесь с1 - удельная теплоемкость льда (должна быть приведена либо в самой задаче, либо в таблице удельных теплоемкостей веществ в задачнике или учебнике) кДж/(кг*град) , m1 - масса льда (5 кг) , t1 - исходная температура льда (-30 градусов Цельсия) . Далее лед должен расплавиться, на это нужно Q2=лямбда*m1=5*лямбда, где лямбда - удельная теплота плавления льда (должна быть приведена либо в самой задаче, либо в таблице удельных теплот плавления веществ в задачнике или учебнике) кДж/кг. Далее, вода, получившаяся при таянии льда, должна нагреться до конечной температуры t. На это нужно Q3=c2*m1*(t-0)=5*c2*t. Здесь с2 - удельная теплоемкость воды (должна быть приведена либо в самой задаче, либо в таблице удельных теплоемкостей веществ в задачнике или учебнике) кДж/(кг*град) . Общая затрата тепла Q1+Q2+Q3. Это тепло берется за счет охлаждения теплой воды Q4=c2*m2*(t4-t), Здесь с2 - удельная теплоемкость воды (должна быть приведена либо в самой задаче, либо в таблице удельных теплоемкостей веществ в задачнике или учебнике) кДж/(кг*град) , m2 - масса теплой воды (20 кг) , t4 - исходная температура теплой воды (70 градусов Цельсия) . Согласно закону сохранения энергии Q1+Q2+Q3=Q4. Подставляешь их выражения и решаешь относительно t.
mводы = 0.2кг
cводы=4200
U=20В
q=100Кл
Решение:
Q=I^2*R*t - закон Джоуля-Ленца
Есть формула силы тока I=q/t
Выразим t
t=q/I
Подставим в Q
Q=I^2*R*q/I=I*R*q
Есть закон Ома для участка цепи
I=U/R
Выразим R
R=U/I
Подставим в Q
Q=I*U*q/I=U*q=20*100=2000Дж
Qнагревания воды = Q
Своды*mводы*(tн-tк) = Q
4200*0.2*(tк-tн) = 2000
840tк-840tн = 2000
tк-tн=2.4
ответ: 2.4