Question

Ученик с помощью спирали с сопротивлением 3 Ом нагревает воду в сосуде. На концах спирали подано постоянное напряжение 6В. За 15 минут ученик нагрел воду на 120С. Известно, что на обогрев воды идет 40% теплоты, выделяющийся в спирали. Определить массу воды.

Answer 1

Ответ:

m=0,0086кг

Объяснение:

При решении применяется закон Джоуля-Ленца и формула количества теплоты при нагревании воды

Answer 2

Для решения этой задачи нам понадобятся формулы, связывающие электрическую мощность и тепловую энергию.

Сначала найдем электрическую мощность, выделяющуюся в спираль:

P = U^2 / R

где P - мощность, U - напряжение, R - сопротивление спирали.

Подставляя известные значения:

P = 6^2 / 3 = 12 Вт

Затем найдем тепловую энергию, выделяющуюся в спираль за 15 минут:

E = P * t

где E - тепловая энергия, P - мощность, t - время.

Подставляя известные значения:

E = 12 * 15 * 60 = 10800 Дж

Теплота, выделяющаяся в спираль, составляет 40% от общей теплоты, потраченной на нагрев воды. Поэтому общая теплота, потраченная на нагрев воды, равна:

E_общ = E / 0.4 = 10800 / 0.4 = 27000 Дж

Теплота, потраченная на нагрев воды, связана с ее массой и изменением температуры:

Q = m * c * ΔT

где Q - теплота, m - масса воды, c - удельная теплоемкость воды, ΔT - изменение температуры.

Подставляя известные значения:

27000 = m * c * 120

Теперь нам нужно знать удельную теплоемкость воды. Удельная теплоемкость воды составляет около 4.18 Дж/(г*°C).

Подставляя известные значения:

27000 = m * 4.18 * 120

Решая уравнение относительно m, получаем:

m = 27000 / (4.18 * 120) ≈ 53.8 г

Таким образом, масса воды составляет примерно 53.8 г.