Question

1. На сколько градусов нагреется вода массой 400г в калориметре, если в него опустить спираль сопротивлением 15 Ом, по которой в течение 20 мин пропустили ток силой 2 А?​

Answer 1

................................

Answer 2

Для решения данной задачи, нам понадобится знать, что тепловая мощность, выделяемая в спираль нагревателя, равна:

$P = I^2 \cdot R,$

где: $P$ - тепловая мощность (в Ваттах), $I$ - сила тока (в Амперах), $R$ - сопротивление спирали (в Омах).

Тепловая мощность также равна количеству теплоты, которое передается воде и калориметру:

$Q = m \cdot c \cdot \Delta T,$

где: $Q$ - количеству теплоты (в Джоулях), $m$ - масса воды (в килограммах), $c$ - удельная теплоемкость воды (примерно 4186 Дж/(кг·°C)), $\Delta T$ - изменение температуры (в градусах Цельсия).

Мы знаем силу тока ($I = 2$ А), сопротивление ($R = 15$ Ом), массу воды ($m = 0.4$ кг) и время ($t = 20$ мин = 1200 сек).

Сначала найдем тепловую мощность:

$P = I^2 \cdot R = 2^2 \cdot 15 = 4 \cdot 15 = 60 \text{ Вт}.$

Теперь рассчитаем количество теплоты, переданное воде:

$Q = P \cdot t = 60 \text{ Вт} \cdot 1200 \text{ сек} = 72000 \text{ Дж}.$

Далее, используем формулу для количества теплоты:

$Q = m \cdot c \cdot \Delta T.$

Мы хотим найти изменение температуры ($\Delta T$).

$\Delta T = \frac{Q}{m \cdot c} = \frac{72000 \text{ Дж}}{0.4 \text{ кг} \cdot 4186 \text{ Дж/(кг·°C)}} \approx 43.08 \text{ °C}.$

Таким образом, вода нагреется примерно на 43.08 градусов Цельсия.