1)
Энергия, которую даёт спирт массой m = 20 г = 0.02 кг:
Q = Lm, где L - удельная теплота сгорания спирта = 3 * 10^6 Дж/кг.
Вся энергия уходит на нагрев воды массой M:
Lm = cM(t - t₀), где c - удельная теплоёмкость воды = 4200 Дж/(кг * °С).
Отсюда M:
M = Lm / c(T - T₀)
M = (3 * 10^6 Дж/кг * 0.02 кг) / (4200 Дж/(кг * °С) * (100 °С - 20 °С)) ≈ 0,17857 кг = 178,57 г
2)
Энергия, которая потребовалась на нагревание воды:
Q = cm(T - T₀), где m - масса воды = 2 кг.
Формула энергии, которую выделяет электрическая сеть с некоторым напряжением U и силой тока I:
Q = UIt
Отсюда сила тока в цепи:
I = Q / Ut = cm(T - T₀) / Ut
I = (4200 Дж/(кг * °С) * 2 кг * (100 °С - 20 °С)) / (220 В * 1800 с) ≈ 1,7 А
Законы Кирхгофа устанавливают соотношения между токами и напряжениями в разветвленных электрических цепях произвольного типа. Законы Кирхгофа имеют особое значение в электротехнике из-за своей универсальности, так как пригодны для решения любых электротехнических задач. Законы Кирхгофа справедливы для линейных и нелинейных цепей при постоянных и переменных напряжениях и токах.
Первый закон Кирхгофа вытекает из закона сохранения заряда. Он состоит в том, что алгебраическая сумма токов, сходящихся в любом узле, равна нулю.
где – число токов, сходящихся в данном узле. Например, для узла электрической цепи (рис. 1) уравнение по первому закону Кирхгофа можно записать в виде I1 - I2 + I3 - I4 + I5 = 0
Первый закон Кирхгофа
Рис. 1
В этом уравнении токи, направленные к узлу, приняты положительными.
Физически первый закон Кирхгофа – это закон непрерывности электрического тока.
Второй закон Кирхгофа: алгебраическая сумма падений напряжений на отдельных участках замкнутого контура, произвольно выделенного в сложной разветвленной цепи, равна алгебраической сумме ЭДС в этом контуре
где k – число источников ЭДС; m – число ветвей в замкнутом контуре; Ii, Ri – ток и сопротивление i-й ветви.
