Question

Электрокипятильник со спиралью сопротивлением 160 ом поместили в сосуд, содержащий 0.5 кг воды при 20 градусах. его включили в сеть с напряжением 220 В. через 5 минут спираль выключили. какова температура воды в сосуде? потерями теплоты пренебречь.​

Answer 1

Ответ:

Электрокипятильник выделил кол-ство теплоты, которое мы рассчитаем по формуле Q=J²Rt. J найдем по закону Ома для участка цепи  J=U/R=220/160=1,375А. Т.о. Q=90750 Дж (минуты перевести в секунды). Удельная теплоемкость воды - 4200.

Найдем Δt по формуле Δt=Q/cm. Δt=43. Тогда конечная температура равна 20+43=63 градуса.

Answer 2

Для решения этой задачи, мы можем использовать закон сохранения энергии. Энергия, которая передается кипятильнику, преобразуется в тепло, которое нагревает воду.

1. Начнем с расчета мощности, которую потребляет кипятильник. Мощность (P) можно найти, используя закон Ома:

   P = U^2 / R

   где U - напряжение (220 В), R - сопротивление спирали (160 Ом):

   P = (220 В)^2 / 160 Ом = 48400 Вт = 48.4 кВт

2. Теперь найдем количество теплоты (Q), которое выделилось в спирали за 5 минут (300 секунд), используя формулу:

   Q = P * t

   где P - мощность, t - время в секундах:

   Q = 48.4 кВт * 300 с = 14520 кДж

3. Следующий шаг - найти изменение теплоты (ΔQ) воды. Мы можем использовать формулу:

   ΔQ = m * c * ΔT

   где m - масса воды (0.5 кг), c - удельная теплоемкость воды (4.186 Дж/(г*°C)), ΔT - изменение температуры.

   Поскольку потерями теплоты пренебрегаем и тепло не передается в окружающую среду, ΔQ равно количеству теплоты, выделенному кипятильником:

   ΔQ = 14520 кДж

4. Теперь можно найти изменение температуры (ΔT):

   ΔT = ΔQ / (m * c)

   ΔT = 14520 кДж / (0.5 кг * 4.186 Дж/(г*°C)) ≈ 6945.5 °C

5. Наконец, найдем конечную температуру воды, добавив ΔT к начальной температуре (20°C):

   Тконечная = Тначальная + ΔT Тконечная = 20°C + 6945.5°C ≈ 6965.5°C

Таким образом, конечная температура воды в сосуде составит примерно 6965.5 градусов Цельсия. Однако такая температура выше точки кипения воды при нормальных условиях (100°C), поэтому вода быстро испарится, и реальная конечная температура будет 100°C.