Question

Пожалуйста с дано и решением !!!!!!!!!! Две спирали электроплитки сопротивлением по 10 Ом каждая соединены параллельно и включены в сеть с напряжением 220 В. Через какое время закипит вода массой 2 кг, налитая в алюминиевую кастрюлю массой 300 г, если начальная температура составляла 20 °С? Потерями энергии на нагревание окружающего воздуха пренебречь.

Answer 1

Ответ:

Объяснение:

R1= 10 Ом

U= 220 В

m1 = 2 кг

m2 = 300 г = 0.3 кг

c1 = 4200 Дж / кг*К  теплоемкость воды

c2 = 920 Дж / кг*К     теплоемкость алюминия

T1 =  20 °С

T2 = 100 C

t = ?

теплота необходимая для нагревания

Q = (m1*c1 + m2*c2)* (T2-T1) =

=(2*4200 + 0.3*920) * (100-20) == 694 кило Джоуля

общее сопротивление параллельно подключ. спиралей

R = R1 /2 = 10/2 = 5 Ом

работа тока

A = P*t = t*U^2 / R = t*220^2 / 5 = t * 9680 Дж

Q=A

t * 9680 = 694000

t = 694000 / 9680 == 72 c  

Answer 2

Для решения этой задачи сначала найдем количество тепла, необходимое для нагревания воды в кастрюле с начальной температурой 20°C до температуры кипения. Затем найдем мощность спиралей и используем ее, чтобы найти время, через которое это количество тепла передастся воде.

1. Найдем количество тепла, необходимое для нагревания воды до температуры кипения. Для этого используем уравнение теплопередачи:

Q = mcΔT

где: Q - количество тепла (в джоулях) m - масса воды (2 кг) c - удельная теплоемкость воды (4.186 Дж/г°C) ΔT - изменение температуры (конечная температура - начальная температура)

ΔT = 100°C (температура кипения воды) - 20°C (начальная температура) = 80°C

Подставляем значения:

Q = 2000 г * 4.186 Дж/г°C * 80°C = 669,760 Дж

2. Теперь найдем мощность спиралей, которые подключены параллельно. Общее сопротивление R параллельных соединений можно найти по формуле:

1/R = 1/R₁ + 1/R₂

где R₁ и R₂ - сопротивления двух спиралей (10 Ом каждая).

1/R = 1/10 Ом + 1/10 Ом = 2/10 Ом = 1/5 Ом

R = 5 Ом

Теперь мы можем найти мощность P:

P = U² / R

где U - напряжение (220 В), R - сопротивление (5 Ом).

P = (220 В)² / 5 Ом = 4840 Вт (ватт)

3. Теперь у нас есть мощность спиралей (4840 Вт) и количество тепла, которое им нужно передать воде (669,760 Дж). Для нахождения времени t используем следующее уравнение:

Q = Pt

где Q - количество тепла (669,760 Дж), P - мощность (4840 Вт), t - время (в секундах).

t = Q / P = 669,760 Дж / 4840 Вт = 138.53 секунды

Теперь переведем время в минуты:

t = 138.53 с / 60 с/мин ≈ 2.31 минуты

Через примерно 2.31 минуты вода в кастрюле начнет закипать при подключенных параллельно спиралях.