Question

На сколько градусов нагреется вода, если через кипятильник пройдёт заряд 100 Кл? Напряжение на нагревателе 210 В, масса воды 500 г, удельная теплоёмкость воды 4200 Дж/(кг · К). Теп­ловыми потерями пренебречь.

Answer 1

По закону сохранения энергии: работа тока= количеству теплоты, полученному водой.
A=Q.
A=q*U. (q -заряд, U -напряжение) .
Q=c*m*dt. ( c -удельная теплоёмкость воды, m -её масса=0,5кг, dt (дельта t) -изменение температуры) .
q*U = c*m*dt . выразим изменение температуры:
dt=q*U / c*m.
dt=100*210 / 4200*0,5=10град

Answer 2

Для решения этой задачи, используем закон сохранения энергии. Количество теплоты, выделившееся в воде, равно электрической работе, произведенной на нагревателе. Выразим количество тепла, выделившееся в воде:

Q = U * I * t,

где Q - количество тепла (в Дж), U - напряжение на нагревателе (в В), I - заряд, прошедший через нагреватель (в Кл), t - время, в течение которого протекал процесс нагрева (в секундах).

Нам известны значения: U = 210 В, I = 100 Кл.

Теперь найдем время, в течение которого протекал процесс нагрева.

Так как заряд равен:

I = Q / U,

то

t = I / U = (100 Кл) / (210 В) ≈ 0.4762 сек.

Теперь мы можем вычислить количество тепла, выделившееся в воде:

Q = U * I * t = 210 В * 100 Кл * 0.4762 с ≈ 10000 Дж.

Теперь, найдем изменение температуры воды:

Q = m * c * ΔT,

где m - масса воды (в кг), c - удельная теплоемкость воды (в Дж/(кг · К)), ΔT - изменение температуры воды (в К).

Удельная теплоемкость воды составляет c = 4200 Дж/(кг · К), а масса воды m = 500 г = 0.5 кг.

Теперь найдем изменение температуры:

ΔT = Q / (m * c) = 10000 Дж / (0.5 кг * 4200 Дж/(кг · К)) ≈ 4.76 К.

Таким образом, вода нагреется примерно на 4.76 °C, если через кипятильник пройдет заряд 100 Кл при условии, что тепловыми потерями можно пренебречь.