Охлаждение лазера водой
Лазер излучает световые импульсы с энергией $0{,}1\ \text{Дж}$ и частотой повторения $10\ \text{Гц}$. КПД лазера, определяемый отношением излучаемой энергии к потребляемой, составляет $1\%$. Какую массу воды необходимо прокачать за $1\ \text{ч}$ через охлаждающую систему лазера, чтобы вода нагрелась на $10\ ^\circ\text{C}$?
Удельная теплоёмкость воды равна $4200\ \text{Дж/(кг} \cdot ^\circ\text{C)}$. Считайте, что вся энергия, не преобразованная в излучение, передаётся охлаждающей воде.
Условие как в банке ФИПИ — открыть и сверить
| Лазер излучает световые импульсы с энергией 0,1 Дж и частотой | ||
| |
Это задание с развёрнутым решением: ответом считается запись хода решения, а не строка. Напишите решение на бумаге и сравните с разбором — там каждый шаг с обоснованием.
Открыть разбор1Мягкая — с чего смотретьуровень 1 из 3
Найдите мощность лазерного излучения по энергии одного импульса и частоте повторения.
2Наводящая — какие числа считатьуровень 2 из 3
Используйте связь КПД с мощностями: $\eta = \dfrac{P_{\text{изл}}}{P_{\text{потр}}}$. Мощность, передаваемая воде, равна $P_{\text{потр}} - P_{\text{изл}}$.
3Прямая — фактически решениеуровень 3 из 3
За время $t$ вода получает количество теплоты $Q = (P_{\text{потр}} - P_{\text{изл}})t$, а её масса определяется из $Q = mc\Delta T$.