Дано:
P = 300 Вт
m = 2 кг
τ = 10 мин = 600 сек
c = 4200 Дж/(кг×°С)
Найти:
Δt - ?
Воспользуемся формулой мощности электрического тока:
P = U²/R
отсюда сопротивление одного нагревателя равна:
R = U²/P
Далее используем формулу сохранения энергии при нагревании воды при параллельном соединений двух его спиралей:
Q = P×τ
cmΔt = U²/Rобщ × τ = 2U²/R × τ = 2P×τ (1)
Далее при формулы (1) мы найдем температуру:
cmΔt = 2Pτ ⇒ Δt = 2Pτ/cm
Далее считаем:
Δt = 2×300 Вт × 600 сек/4200 Дж/(кг×°С) × 2 кг = 600Вт × 600 сек/8400 Дж/°С = 360000 Дж/8400 Дж/°С ≈ 42,86°С ≈ 43°С
ответ: Δt = 43°С
В первую секунду при падении без начальной скорости тело пролетит расстояние S1=gt^2/2=10*1/2=5 метров (Ut равно нулю из-за того, что начальной скорости нет).Рассмотрим последнюю секунду. Представим её как падение с начальной скоростью и запишем её путь как S2=U0t+gt^2/2; S2=U0+10*1/2=U0*1с+5 метров.По условию, S2=5S1=5*5=25 метров. Тогда в числах 25=U0+5, U0=25-5=20 м/с.Время полёта без последней секунды T-1=U0/g=20/10=2, T-1=2, T=2+1=3 секунды.Тогда за это время тело пролетит S3=h=gT^2/2=10*3*3/2=45 метров.ответ: h=45 метров.
Q= 3 кг * 22,6 кДж/кг = 67, 8 кДж.
ответ: нужно затратить энергию 67,8 кДж.