1. R8=po*L/S=1.1*9*4/(3.14*0.8²)= 19.7ом
Эквивалентные сопротивления по участкам вычисляем по формулам: R=Ra+Rb+... -последовательно; R=Ra*Rb/(Ra+Rb) -параллельно, постепенно сворачивая схему
2. R(20-23)= 20*21/41+22*23/45= 21.488ом,
R(17-19)=54om, R(13-16)=58om, они параллельно, Rэкв(13-23) =12.151ом нижней части схемы, Iнижн=9А по условию,
Напряжение U=I*R=9*12.151= 109.36B, оно одинаково и для верхней части схемы R(1-12).
3. Сворачиваем: R(1-12)= 3*7/10+ 11*26.7/37.7+ 19*23/42= 20.29ом,
Iверх=109.36/20.29=5.38А, напр. участка 7-8: U(7-8)=109.36-5.38* (2.1+10.4)= 42.11В, R(7-8)= 26.7om, I8=U/R=42.11/26.7= 1.577А, мощность спирали P8=I8²R8= 49.0 Bт
4. Без учета потерь тепла, принимая нагреватель R8 в воде, теплоэнергия на нагревание и парообразование воды P8*t= m*[лямбда + с*(Ткон-Тнач)]=
0.2*(2260000+4200*87)=525080 Дж, тогда t=525080/49=13127c= 3.65 часа -ответ
m2= 20г=0,02кг
t1=16 град
t2= 100 град
c=4200 Дж/(кг*К) удельная теплоемкость воды
λ = 2,3 *10^6 Дж/кг удельная теплота конденсации пара
t3-?
Составим уравнение теплового баланса
Теплота отданная паром + теплота конденсации пара = теплоте нагрева воды
Qp+Qk=Qv
m2*c*(t2-t3) + m2*λ=c*m1(t3-t2)
m2*c*t2 - t3*m2*c* + m2*λ=c*m1*t3 - t2*c*m1
m2*c*t2+ m2*λ+ t2*c*m1=t3*c*(m1+m2)
t3=(t2*c*m2+m1*c*t1+m2*λ)/(c*(m1+m2))=(100*4200*0.02+0.5*4200*16+0.02*2,3 *10^6)/(4200*(0.5+0.02))=40.29 град.
ответ: после установления теплового равновесия температура в калориметре станет 40,29 °С.