В медном стакане массой 150 г нагревают с электронагревателя 300 г
воды. Начальная температура стакана с водой 10 °С. Нагреватель работает от
напряжения 220 В и имеет электрическое сопротивление 484 Ом. До какой
температуры нагреются вода и стакан через 10 мин работы нагревателя?
Удельная теплоёмкость воды 4200 Дж/(кг . °С). Удельная теплоёмкость меди
400 Дж/(кг . °С). ответ округлите до целого значения.
ответ:
​

Объяснение:

Дано:

m₁ = 150 г = 0,150 кг

c₁ = 400 Дж / (кг·°С) - удельная теплоемкость меди

m₂ = 300 г = 0,300 кг

с₂ = 4200 Дж / (кг·°С) - удельная теплоемкость воды

t₁ = 10°C

U = 220 В

R = 484 Ом

t = 10 мин = 600 c

t - ?

1)

Вычислим работу электронагревателя.

Сила тока:

I = U / R = 220 / 484 ≈ 0,455 А

A = I²·R·t = 0,455²·484·600 ≈ 60 100 Дж                  (1)

2)

Нагреваем стакан:

Q₁ = c₁m₁(t-t₁) = 400·0,150·(t - 10) = 60·(t-10) = 60·t - 600   (Дж)

3)

Нагреваем воду:

Q₂ = c₂m₂(t-t₁) = 4200·0,300·(t - 10) = 1260·(t-10) = 1260·t - 12600   (Дж)

4)

Суммарное количество теплоты:

Q = Q₁ + Q₂ = 60·t - 600 + 1260·t - 12600 = 1320·t - 13 200    (Дж)       (2)

5)

Приравняем (2) и (1):

1320·t - 13 200 = 60 100

1320·t =  73 300

t = 73300 /1320 ≈ 56°C