Question

ДАЮ 70БАЛЛОВ В медном стакане массой 150 г нагревают с помощью электронагревателя 300 гводы. Начальная температура стакана с водой 10 °С. Нагреватель работает отнапряжения 220 В и имеет электрическое сопротивление 484 Ом. До какойтемпературы нагреются вода и стакан через 10 мин работы нагревателя?Удельная теплоёмкость воды 4200 Дж/(кг . °С). Удельная теплоёмкость меди400 Дж/(кг . °С). Ответ округлите до целого значения.Ответ:​

Answer 1

Ответ:

Объяснение:

Дано:

m₁ = 150 г = 0,150 кг

c₁ = 400 Дж / (кг·°С) - удельная теплоемкость меди

m₂ = 300 г = 0,300 кг

с₂ = 4200 Дж / (кг·°С) - удельная теплоемкость воды

t₁ = 10°C

U = 220 В

R = 484 Ом

t = 10 мин = 600 c

_________________

t - ?

1)

Вычислим работу электронагревателя.

Сила тока:

I = U / R = 220 / 484 ≈ 0,455 А

A = I²·R·t = 0,455²·484·600 ≈ 60 100 Дж                  (1)

2)

Нагреваем стакан:

Q₁ = c₁m₁(t-t₁) = 400·0,150·(t - 10) = 60·(t-10) = 60·t - 600   (Дж)

3)

Нагреваем воду:

Q₂ = c₂m₂(t-t₁) = 4200·0,300·(t - 10) = 1260·(t-10) = 1260·t - 12600   (Дж)

4)

Суммарное количество теплоты:

Q = Q₁ + Q₂ = 60·t - 600 + 1260·t - 12600 = 1320·t - 13 200    (Дж)       (2)

5)

Приравняем (2) и (1):

1320·t - 13 200 = 60 100

1320·t =  73 300

t = 73300 /1320 ≈ 56°C

Answer 2

Для решения этой задачи мы можем использовать закон сохранения энергии. Энергия, выделяемая нагревателем, будет равна сумме энергий, которые пойдут на нагрев воды и нагрев медного стакана.

1. Найдем энергию, которая уйдет на нагрев воды: Энергия = масса * удельная теплоемкость * изменение температуры ΔТ воды = конечная температура - начальная температура Энергия_воды = 300 г * 4200 Дж/(кг*°C) * ΔТ_воды

2. Найдем энергию, которая уйдет на нагрев медного стакана: Энергия_стакана = масса * удельная теплоемкость * ΔТ_стакана

3. Общая энергия, выделяемая нагревателем: Энергия_общая = Энергия_воды + Энергия_стакана

4. Мощность нагревателя: P = U^2 / R где U - напряжение, R - сопротивление нагревателя

5. Работа нагревателя за 10 минут: Работа = P * время Энергия_нагревателя = Работа

6. Теперь найдем изменение температуры для воды и стакана: ΔТ_общее = Энергия_общая / (масса_воды * удельная_теплоемкость_воды + масса_стакана * удельная_теплоемкость_стакана)

7. Конечная температура: Конечная_температура = Начальная_температура + ΔТ_общее

Вычислим значения:

• Энергия_воды = 300 г * 4200 Дж/(кг*°C) * (Конечная_температура - 10°C)
• Энергия_стакана = 150 г * 400 Дж/(кг*°C) * (Конечная_температура - 10°C)
• Энергия_общая = (220 В)^2 / 484 Ом * 600 сек
• ΔТ_общее = Энергия_общая / (300 г * 4200 Дж/(кг°C) + 150 г * 400 Дж/(кг°C))
• Конечная_температура = 10°C + ΔТ_общее

Вычислим все эти значения, округлив до целых чисел, и получим ответ.