Question

Лід, узятий за температури –10 °С, повністю розтопили за пів години на електроплиті, ККД якої 35 %. Опір обмоток нагрівника становить 44 Ом. Визнач масу розталого льоду, якщо сила струму в електроплиті весь час дорівнювала 5 А.​

Answer 1

Відповідь:

Пояснення:

Щоб відповісти на це питання, ми можемо використовувати закон Джоуля-Ленца, який пов'язує електричну енергію, що витрачається на нагрівання предмета, з втратами енергії на опір обмоток.

Закон Джоуля-Ленца можна записати у вигляді:

Q = I^2 * R * t * η,

де Q - кількість енергії, витрачена на нагрівання предмета; I - сила струму, R - опір, t - час, η - коефіцієнт корисної дії електроплити (в даному випадку 0,35)

Ми можемо спочатку визначити енергію, витрачену на розташування льоду з температури -10°С до точки плавлення, що становить 334 кДж/кг. (Це значення можна знайти за таблицями теплоємності)

Для знаходження маси розталого льоду Q потрібно поділити на величину, що відповідає кількості витраченої енергії на один кілограм речовини:

m = Q / L,

де L - теплота плавлення льоду, що дорівнює 334 кДж/кг.

Підставляючи дані з умови, отримуємо:

Q = I^2 * R * t * η = 5^2 * 44 * 1800 * 0.35 = 1162500 Дж

Аби знайти масу розталого льоду, необхідно поділити кількість витраченої енергії на теплоту плавлення льоду:

m = Q / L = 1 162 500 / 334 = 3474,25 г

Отже, маса розталого льоду становить 3474,25 г або 3,47425 кг.

Answer 2

Ответ:
Для вирішення цієї задачі нам знадобляться закони Джоу для теплообміну:

Q = m * c * ΔT

де Q - кількість тепла, яке необхідно для розтоплення льоду; m - маса розталого льоду; c - теплоємність води (4,18 Дж/(г·К)); ΔT - різниця температур, тобто Tкінця - Tпочатку.

Оскільки ми знаємо, що лід повністю розтопився, то масу розталого льоду можна знайти зворотним перетворенням води на лід. Кожен грам розталого льоду відповідає однаковій кількості грамів води (тобто 1 г) у твердому стані, оскільки обидва ці стани речовини мають однакову щіль.

Конкретная теплоемкость воды равна 4.18 Дж/(г·К).

Объяснение:

Answer 3

Для розв'язання цієї задачі спочатку визначимо кількість електричної енергії, яка була витрачена на розтоплення льоду. Ми можемо використати формулу:

Енергія = Потужність × Час,

де потужність обчислюється за формулою:

Потужність = (Напруга^2) / Опір.

У нашому випадку напруга становить 220 В (так як ми припускаємо, що це побутова електрична плита), а час дорівнює 0,5 години (або 30 хвилин).

Тому, замінюючи значення, отримуємо:

Потужність = (220^2) / 44 = 1210 Вт.

Тепер ми можемо обчислити енергію, використовуючи формулу:

Енергія = Потужність × Час = 1210 Вт × 0,5 години = 605 Дж.

Далі, ми знаємо, що ККД електроплити становить 35%, що означає, що лише 35% використаної енергії перетворилось у тепло для розтоплення льоду. Тому ми можемо обчислити використану енергію для розтоплення:

Використана енергія = 0,35 × 605 Дж = 211,75 Дж.

Кількість тепла, необхідного для розтоплення льоду, можна обчислити за формулою:

Кількість тепла = Маса × Теплота плавлення,

де теплота плавлення для льоду становить 334 Дж/г.

Підставляючи відповідні значення, отримуємо:

211,75 Дж = Маса × 334 Дж/г.

Маса = 211,75 Дж / 334 Дж/г = 0,633 г.

Таким чином, маса розталого льоду становить 0,633 г.