Question

Народ, помогите пожалуйста! Решите подробно задачу по физике 8 класс! ОЧЕНЬ СРОЧНО И ЖИЗНЕННО НЕОБХОДИМО!!!!! Две спирали электроплитки сопротивлением по 10 Ом каждая соединены последовательно и включены в сеть с напряжением 220 В. Через 140 с вода на этой плитке закипела. Какова масса воды, если её начальная температура составляла 20°С? Считать, что тепловые потери отсутствуют. Ответ укажите в единицах СИ.

Answer 1

1) Если плитки соединены последовательно, то их общим сопротивлением будет сумма их сопротивлений: 10+10 = 20 Ом
И напряжение у плиток тоже будет распределено.
2) Найдем силу тока: 120 В / 20 Ом = 6 А (по закону Ома)
3) По закону Джоуля-Ленца работа тока есть то же, что и количество теплоты, выделенное всем проводником.
Значит, составим уравнение:
tUI (формула работы тока) = cm(t2-t1)  (количество теплоты, выделенное проводником)
Если вода закипела, то разница температур воды равна 100 градусов Цельсия - 20 градусов Цельсия = 80 градусов Цельсия
4) Неизвестна только масса воды, а это и есть вопрос нашей задачи.
m= tUI / c(t2-t1) = 184800 Дж  / 4200 (Дж/кг*градус Цельсия) * 80 градусов Цельсия
m = 0,55 кг

Answer 2

Для решения этой задачи, нужно использовать законы электричества и теплопередачи. Первым шагом определим, какое количество теплоты выделяется в спиралях плитки после того, как прошло 140 секунд:

1. Рассчитаем сопротивление всей цепи, когда две спирали соединены последовательно: R_общ = R_1 + R_2 = 10 Ом + 10 Ом = 20 Ом

2. Найдем силу тока в цепи, используя закон Ома: I = U / R_общ где U - напряжение, равное 220 В.

   I = 220 В / 20 Ом = 11 А

3. Теплота, выделяемая в спиралях за 140 секунд, равна работе тока против сопротивления: Q = I^2 * R_1 * t + I^2 * R_2 * t где t - время, равное 140 секунд.

   Q = (11 А)^2 * 10 Ом * 140 сек + (11 А)^2 * 10 Ом * 140 сек Q = 16940 Дж + 16940 Дж Q = 33880 Дж

4. Теплота, выделяемая в спиралях, равна теплоте, необходимой для закипания воды и нагрева ее от 20°C до точки кипения (100°C). Энергия, которая требуется для нагрева воды, рассчитывается по формуле: Q_нагрев = m * c * ΔT где m - масса воды, c - удельная теплоемкость воды (примерно 4.18 Дж/(г*°C)), ΔT - изменение температуры воды.

   ΔT = 100°C - 20°C = 80°C Q_нагрев = m * 4.18 Дж/(г*°C) * 80°C

Теперь уравняем теплоту, выделяемую в спиралях, с теплотой, необходимой для нагрева воды:

33880 Дж = m * 4.18 Дж/(г*°C) * 80°C

Теперь рассчитаем массу воды (m):

m = 33880 Дж / (4.18 Дж/(г*°C) * 80°C) m = 33880 Дж / (334.4 Дж/г) m ≈ 101.33 г

Ответ: масса воды, которая закипела, составляет примерно 101.33 г.