Question

Сталева пилка масою 3 кг під час роботи протягом 5 хв нагрілася на 100 °С. Вважаючи, що на нагрівання пилки пішло 60 % усієї енергії, визначте виконану роботу та корисну потужність, що розвивається при цьому.

Answer 1

В условии не дано численное значение t0 – начальной температуры плитки, поэтому я счёл, что она равна нулю(и хотя полученные числа из-за этого могут быть неправильными, хотя бы эти формулы в общем виде, мне кажется, справедливы).

Answer 2

Для визначення виконаної роботи та корисної потужності спершу нам потрібно знайти кількість тепла, яка пішла на нагрівання сталевої пилки, а потім використовувати цю інформацію для розрахунків.

1. Знайдемо кількість тепла (Q), яка пішла на нагрівання сталевої пилки, використовуючи формулу:

Q = m * c * ΔT

де:

• Q - кількість тепла (в джоулях)
• m - маса сталевої пилки (в кілограмах) = 3 кг
• c - теплоємність сталі (приблизно 450 Дж/(кг·°C))
• ΔT - зміна температури (в градусах Цельсія) = 100 °C

Q = 3 кг * 450 Дж/(кг·°C) * 100 °C = 135,000 Дж

2. Тепер знайдемо кількість енергії, яка дійшла до сталевої пилки від всієї витрати енергії:

Кількість енергії, яка дійшла до сталевої пилки = 100% - 60% = 40%

Кількість енергії, яка дійшла до сталевої пилки = 0.4 * 135,000 Дж = 54,000 Дж

3. Тепер, коли ми знаємо кількість енергії, що дійшла до сталевої пилки, ми можемо визначити виконану роботу і корисну потужність:

Виконана робота (W) - це зміна енергії, тобто:

W = ΔE = Q

W = 54,000 Дж

Час (t), протягом якого відбувалася робота, виражений у секундах:

t = 5 хвилин * 60 секунд/хвилин = 300 секунд

Корисна потужність (P) обчислюється як виконана робота на одиницю часу:

P = W / t

P = 54,000 Дж / 300 сек = 180 Вт

Отже, виконана робота становить 54,000 Дж, а корисна потужність дорівнює 180 Вт.