Дано: m1=9,36 кг;
m2=24 кг;t1=0 г C;
t2=90 г C,
с1=460 Дж /кгС
c2=4200 Дж/кгС,
Т-?.
От 0 до Т градусов Q1=c1m1(T-t1) =c1m1T
От 90 до Т градусов: Q2=c2m2(t2-T)
Уравнение теплового баланса: Q1=Q2;
c1m1T =c2m2(t2-T) ;
T(c1m1 +c2m2)=c2m2m2; T=c2m2m2 /(c1m1 +c2m2); T=4200*24*24/(460*9,36+4200*24)=2419200/(4305,6+100800)= 2419200 / 105105.6
T=23 градуса C
№3
Работаем по закону Ома U=I*R, мощность эл.тока P=I²R=U²/R.
По схеме видно, что к обеим веточкам приложено одно и то же напряжение, а по обоим р-рам ветки течёт один и тот же ток. Находим ток из (1) мощность из (2)
P1=[5/(1+2)]²*1= 2.78 Вт, Р2=5.56 Вт, Р3=1.39 Вт, Р4=2.78 Вт.
Наибольшая мощность производится на R2, кол-во тепловой энергии (Э=Р*t) за 1мин=60сек Э=Р2*60= 333.6 Дж [Вт*с=Дж]
№4
Одинаковый ток через каждую лампу: I=U/Rобщ, значит одинаковое расчётное падение напряжения, которое д.б. 10В, тогда n=220/10=22 лампы
№5
Потребляемая Ээлектр= Этепловая/кпд= 8.36е6/0.75=11.15 МДж [=МВт*с], мощность Рэл=Ээл/t= 11.15e6/3600=3097 Вт
Сила тока I=3097/220=14 А
Сопротивление R=220/14=15.7 Ом
Количество теплоты на нагревание льда:
Q₁ = c₁*mΔT = 2100*20*m = 42 000*m
Время на нагревание:
t₁ = 5 мин = 300 с
Мощность нагревателя:
N = Q₁/t₁= 42 000*m / 300 = 140*m
Плавим лед:
Q₂ = q*m= 3,3*10⁵*m
Время на плавление:
t₂ = Q₂ / N = 3,3*10⁵*m / (140*m) = 3,3*10⁵ / 140 ≈ 2360 c или 2360/60 ≈ 39 минут
Общее время
t = t₁+t₂ = 5+39=44 минуты
Удельная теплоемкость воды 4200 Дж/кг*С
удельная теплоемкость льда 2100 Дж/кг*С
количество теплоты отданное водой 2*4200(30-х)
количество теплоты полученное льдом 1*2100(х-0)
по уравнению теплового баланса количество теплоты отданное равно количеству теплоты полученной получим
2*4200(30-х)=1*2100(х-0)
х=24 градуса температура установленная в стакане
2*4200(30-24)+1*2100*24=х*2100*24
х=2 кг масса льда
