Question

ДАЮ 100 БАЛЛОВ В калориметре находится 0,1 кг воды при 20 ∘C. В воду опускают нагреватель мощностью 500 Вт и бросают медный брусок массой 0,8 кг, охлаждённый до температуры −200 ∘C. Через некоторое время нагреватель выключают, и в калориметре устанавливается температура −10 ∘C. Определите время работы нагревателя. Ответ дайте в секундах, округлив до целого числа. Теплоёмкостью сосуда и теплообменом сосуда с окружающей средой пренебрегите. Удельная теплоёмкость воды cв=4200 Дж/(кг⋅∘C), удельная теплоёмкость льда cл=2100 Дж/(кг⋅∘C), удельная теплоёмкость меди cм=380 Дж/(кг⋅∘C), удельная теплота плавления льда λ=330 кДж/кг.

Answer 1

Ответ:

29

Объяснение:

дано m1=0,1 кг

m3=0,8 кг

t1=20C

t2=0C

t3=-200C

t=-10C

P=500Вт

T- ?

1) тепло отдает теплая вода, вода при кристаллизации, лед при остывании от 0 до -10 и нагреватель

Q1=P*T+c1m1(t1-0)+лm1+c2m1(t2*-t) =PT + 4200*0,1*20+330*10^3*0,1+2100*0,1*10=PT+43,5 кДж

2) тепло принятое медным бруском

Q2=c3*m3*(t-t3)=380*0,8*190=57760 Дж

T=(57760-43500)/500=28,52 с

ответ до целого  29 c

господа из Сириуса вычисления проверяйте еще раз (ОБЯЗАТЕЛЬНО !)

если найдете ошибку в вычислениях буду очень признателен

Answer 2

Для решения данной задачи, мы будем использовать закон сохранения энергии. В начале процесса в калориметре находится 0,1 кг воды при температуре 20 °C. Нагреватель мощностью 500 Вт и медный брусок массой 0,8 кг, охлажденный до температуры -200 °C, погружаются в воду. После некоторого времени нагреватель выключается и в калориметре устанавливается температура -10 °C. Нам нужно определить время работы нагревателя.

Шаг 1: Определение теплоемкостей

Для решения задачи, нам необходимо определить теплоемкости каждого из веществ, участвующих в процессе.

Удельная теплоемкость воды (cв) равна 4200 Дж/(кг⋅∘C). Удельная теплоемкость льда (cл) равна 2100 Дж/(кг⋅∘C). Удельная теплоемкость меди (cм) равна 380 Дж/(кг⋅∘C). Удельная теплота плавления льда (λ) равна 330 кДж/кг.

Шаг 2: Расчет теплового баланса

В начале процесса в калориметре находится только вода. Тепло, полученное от нагревателя, будет равно теплоемкости воды и массе воды:

Q1 = mв * cв * ΔT, где Q1 - тепло, полученное от нагревателя, mв - масса воды, cв - удельная теплоемкость воды, ΔT - изменение температуры.

Тепло, полученное от нагревателя, будет равно теплоемкости меди и массе меди:

Q2 = mм * cм * ΔT, где Q2 - тепло, полученное от нагревателя, mм - масса меди, cм - удельная теплоемкость меди, ΔT - изменение температуры.

Тепло, поглощенное льдом при его плавлении, будет равно теплоемкости льда и массе льда:

Q3 = mл * λ, где Q3 - тепло, поглощенное льдом, mл - масса льда, λ - удельная теплота плавления льда.

Тепло, полученное от нагревателя, равно теплу, поглощенному водой и медью:

Q1 + Q2 = Q3.

Шаг 3: Расчет времени работы нагревателя

Мы можем расположить уравнение следующим образом:

mв * cв * ΔT + mм * cм * ΔT = mл * λ.

Мы знаем, что масса воды mв равна 0,1 кг, масса меди mм равна 0,8 кг, удельная теплоемкость воды cв равна 4200 Дж/(кг⋅∘C), удельная теплоемкость меди cм равна 380 Дж/(кг⋅∘C), удельная теплота плавления льда λ равна 330 кДж/кг, и изменение температуры ΔT равно 20 - (-200 + (-10)) = 430 °C.

Подставляя значения в уравнение, мы можем решить его для времени работы нагревателя:

0,1 кг * 4200 Дж/(кг⋅∘C) * 430 °C + 0,8 кг * 380 Дж/(кг⋅∘C) * 430 °C = mл * 330 кДж/кг.

Так как мы ищем время работы нагревателя, мы должны разделить полученную энергию на мощность нагревателя:

Время работы = (0,1 кг * 4200 Дж/(кг⋅∘C) * 430 °C + 0,8 кг * 380 Дж/(кг⋅∘C) * 430 °C) / 500 Вт.

Вычислив это выражение, мы получим время работы нагревателя в секундах. Округлим его до целого числа.