В алюминиевый калориметр массой $50\ \text{г}$ налито $120\ \text{г}$ воды и опущена спираль сопротивлением $2\ \text{Ом}$, подключённая к источнику тока напряжением $15\ \text{В}$. За какое время…
- 1
Без учёта тепловых потерь энергия, выделенная спиралью, полностью переходит в тепло, полученное водой и алюминиевым калориметром.$$Pt = (m_\text{в}c_\text{в} + m_\text{к}c_\text{к})\Delta T$$
- 2
Мощность электрического тока, выделяемая в спирали, равна:$$P = \dfrac{U^2}{R} = \dfrac{15^2}{2} = 112{,}5\ \text{Вт}$$
Ещё 2 қадам — толық шешімде
В алюминиевый калориметр массой 50 г налито 120 г воды и опущена спираль сопротивлением 2 Ом, подключённая к источнику напряжением 5 В. За какое время калориметр с водой нагреется на…
- 1
Переведём массы в килограммы: $m_\text{в} = 0{,}12\ \mathrm{кг}$, $m_\text{Al} = 0{,}05\ \mathrm{кг}$. Количество теплоты, необходимое для нагревания воды и калориметра:$$Q = (m_\text{в}c_\text{в} + m_\text{Al}c_\text{Al})\Delta t$$
- 2
Подставим значения:$$Q = (0{,}12 \cdot 4200 + 0{,}05 \cdot 920) \cdot 12 = 6600\ \mathrm{Дж}$$
Ещё 3 қадам — толық шешімде
Какой путь прошел автомобиль, если при средней скорости $100\ \dfrac{\text{км}}{\text{ч}}$ его двигатель израсходовал $30\ \text{кг}$ бензина? Механическая мощность двигателя автомобиля равна…
- 1
Энергия, выделившаяся при сгорании бензина, равна произведению массы топлива на удельную теплоту сгорания. Для бензина принимаем $q = 46\ \text{МДж/кг}$.$$Q = mq$$
- 2
Механическая работа двигателя составляет часть энергии топлива, определяемую КПД двигателя.$$A = \eta Q = \eta mq$$
Ещё 3 қадам — толық шешімде
В калориметр поместили 200 г мокрого снега и долили 200 г воды при температуре 100 °С. После этого снег растаял, и в калориметре установилась температура 20 °С. Сколько воды содержал мокрый снег…
- 1
Пусть $m$ — масса воды, содержащейся в мокром снеге. Тогда масса льда в снеге равна $0{,}2-m$ кг. Считаем, что мокрый снег имеет температуру плавления $0\,^{\circ}\mathrm{C}$.$$m_{\text{л}}=0{,}2-m$$
- 2
Горячая вода массой 0,2 кг при охлаждении до 20 °С отдаёт количество теплоты:$$Q_{\text{отд}}=m_1c(100-20)=0{,}2\cdot4200\cdot80=67200\ \text{Дж}$$
Ещё 4 қадам — толық шешімде
В электрочайнике с сопротивлением нагревательного элемента $12{,}1\ \Omega$ находится некоторая масса воды при температуре $20\ ^\circ\mathrm{C}$. Электрочайник включили в сеть с напряжением…
- 1
Мощность, потребляемая электрочайником из сети, равна:$$P = \dfrac{U^2}{R} = \dfrac{220^2}{12{,}1} = 4000\ \mathrm{Вт}$$
- 2
Переведём время работы в секунды:$$t = 11\ \text{мин} = 660\ \mathrm{с}$$
Ещё 3 қадам — толық шешімде
Найдите силу тяги, которую развивает при скорости $12\ \dfrac{\text{м}}{\text{с}}$ электровоз, работающий при напряжении $3\ \text{кВ}$ и потребляющий ток $1{,}6\ \text{кА}$. КПД двигателя…
- 1
Переведём величины в единицы СИ: $U=3\ \text{кВ}=3000\ \text{В}$, $I=1{,}6\ \text{кА}=1600\ \text{А}$, $\eta=85\%=0{,}85$.
- 2
Мощность, потребляемая электровозом из электрической сети, равна произведению напряжения на силу тока.$$P_{\text{эл}}=UI$$
Ещё 3 қадам — толық шешімде
В электропечи мощностью 100 кВт нагрели и полностью расплавили слиток стали массой 1 т. Сколько времени потребовалось для этого, если известно, что до начала плавления сталь необходимо было нагреть…
- 1
Переведём величины в единицы СИ: $m = 1\ \mathrm{т} = 1000\ \mathrm{кг}$, $P = 100\ \mathrm{кВт} = 100000\ \mathrm{Вт}$, $\lambda = 84\ \mathrm{кДж/кг} = 84000\ \mathrm{Дж/кг}$.
- 2
Количество теплоты, необходимое для нагревания стали до температуры плавления:$$Q_1 = mc\Delta t$$
Ещё 4 қадам — толық шешімде
Две спирали электроплитки сопротивлением по $10\ \Omega$ каждая соединены последовательно и включены в сеть с напряжением $220\ \text{В}$. Вода массой $1\ \text{кг}$, налитая в алюминиевую кастрюлю…
- 1
Так как спирали соединены последовательно, их общее сопротивление равно:$$R = R_1 + R_2 = 10 + 10 = 20\ \Omega$$
- 2
Мощность электрического тока в спиралях:$$P = \frac{U^2}{R} = \frac{220^2}{20} = 2420\ \text{Вт}$$
Ещё 4 қадам — толық шешімде
Троллейбус движется равномерно и прямолинейно. Сила тока в обмотке электродвигателя равна $40\ \text{А}$, напряжение равно $550\ \text{В}$. С какой скоростью движется троллейбус, если сила…
- 1
При равномерном прямолинейном движении сила тяги уравновешивает силу сопротивления, поэтому $F_{\text{тяги}} = F_{\text{сопр}} = 2{,}2\ \text{кН} = 2200\ \text{Н}$.
- 2
Мощность электрического тока, потребляемая электродвигателем, равна:$$P = UI = 550 \cdot 40 = 22000\ \text{Вт}$$
Ещё 2 қадам — толық шешімде
Определите плотность никелиновой проволоки площадью поперечного сечения $1\ \mathrm{мм^2}$ и массой $176\ \mathrm{г}$, из которой изготовлен реостат, если при напряжении на его концах…
- 1
По закону Ома найдём сопротивление проволоки:$$R = \frac{U}{I} = \frac{24}{3} = 8\ \mathrm{Ом}$$
- 2
Используем формулу сопротивления однородного проводника. Удельное сопротивление никелина равно $0{,}4\ \mathrm{Ом\cdot мм^2/м}$:$$R = \rho\frac{l}{S},\qquad l = \frac{RS}{\rho} = \frac{8\cdot 1}{0{,}4} = 20\ \mathrm{м}$$
Ещё 2 қадам — толық шешімде
Чему равна масса воды, которую нагревают от $20\,^{\circ}\mathrm{C}$ до $100\,^{\circ}\mathrm{C}$ с помощью электронагревателя мощностью $500\,\mathrm{Вт}$ в течение $35\,\text{мин}$, если известно…
- 1
Полезная энергия, переданная воде, равна произведению КПД нагревателя на затраченную электрическую энергию.$$Q = \eta Pt$$
- 2
Переведём время работы нагревателя в секунды и найдём изменение температуры.$$t = 35 \cdot 60 = 2100\,\text{с}, \qquad \Delta T = 100 - 20 = 80\,^{\circ}\mathrm{C}$$
Ещё 2 қадам — толық шешімде
Электровоз, работающий при напряжении $3\ \text{кВ}$ и потребляющий ток, равный $1{,}6\ \text{кА}$, развивает при скорости $12\ \dfrac{\text{м}}{\text{с}}$ силу тяги $340\ \text{кН}$. Чему равен КПД…
- 1
Полезная механическая мощность электровоза равна произведению силы тяги на скорость.$$P_{\text{мех}}=Fv$$
- 2
Переведём силу тяги в единицы СИ и вычислим механическую мощность.$$P_{\text{мех}}=340\cdot10^3\cdot12=4{,}08\cdot10^6\ \text{Вт}$$
Ещё 2 қадам — толық шешімде
Стальной осколок, падая из состояния покоя с высоты 103 м, у поверхности Земли имел скорость $40\ \text{м/с}$. На сколько повысилась температура осколка, если считать, что изменение его внутренней…
- 1
При падении потенциальная энергия осколка превращается в кинетическую энергию и во внутреннюю энергию вследствие работы сил сопротивления воздуха.$$mgh = \frac{mv^2}{2} + \Delta U$$
- 2
Изменение внутренней энергии равно разности начальной потенциальной и конечной кинетической энергий.$$\Delta U = mgh - \frac{mv^2}{2}$$
Ещё 3 қадам — толық шешімде
КПД двигателя трактора не превышает 30%. Вычислите максимальную полезную работу, которую может совершить двигатель трактора, израсходовав 3 кг бензина.
- 1
Энергия, выделившаяся при полном сгорании бензина, равна произведению удельной теплоты сгорания топлива на его массу.$$Q = qm$$
- 2
Для бензина используем значение удельной теплоты сгорания $q = 46\cdot10^6\ \text{Дж/кг}$.$$Q = 46\cdot10^6\cdot3 = 138\cdot10^6\ \text{Дж}$$
Ещё 2 қадам — толық шешімде
Имеется два электрических нагревателя одинаковой мощности — по $400\ \text{Вт}$. Сколько времени потребуется для нагревания $1\ \text{л}$ воды на $40\, ^\circ\mathrm{C}$, если нагреватели будут…
- 1
Масса воды объёмом $1\ \text{л}$ равна $1\ \text{кг}$.$$m = 1\ \text{кг}$$
- 2
Так как нагреватели включены параллельно, их общая мощность равна сумме мощностей.$$P = P_1 + P_2 = 400 + 400 = 800\ \text{Вт}$$
Ещё 2 қадам — толық шешімде
Электровоз, работающий при напряжении $3\ \text{кВ}$, развивает при скорости $12\ \text{м/с}$ силу тяги $340\ \text{кН}$. КПД двигателя электровоза равен $85\%$. Чему равна сила тока в обмотке…
- 1
Переведём заданные величины в единицы СИ:$$U = 3\ \text{кВ} = 3000\ \text{В},\quad F = 340\ \text{кН} = 340000\ \text{Н}$$
- 2
Механическая мощность электровоза равна произведению силы тяги на скорость:$$P_{\text{мех}} = Fv = 340000 \cdot 12 = 4080000\ \text{Вт}$$
Ещё 2 қадам — толық шешімде
Автомобиль массой 2,3 т равномерно движется по горизонтальной дороге. Определите удельную теплоту сгорания бензина, если для прохождения 142 км пути двигатель автомобиля при средней силе…
- 1
Переведём величины в единицы СИ: $m = 2{,}3\ \text{т} = 2300\ \text{кг}$, $s = 142\ \text{км} = 142000\ \text{м}$, $V = 15\ \text{л} = 0{,}015\ \text{м}^3$, $\eta = 20\% = 0{,}20$.
- 2
Сила сопротивления движению равна $0{,}03$ веса автомобиля:$$F = 0{,}03mg$$
Ещё 4 қадам — толық шешімде
Маленький свинцовый шарик равномерно движется по вертикали в воде. Каков объём шарика, если при его перемещении на 6 м выделилось 18,63 мДж энергии?
- 1
Так как шарик движется равномерно, равнодействующая сил равна нулю. Сила сопротивления по модулю равна разности силы тяжести и выталкивающей силы.$$F_{\text{сопр}} = mg - F_A = \rho_{\text{свинца}}Vg - \rho_{\text{воды}}Vg = (\rho_{\text{свинца}} - \rho_{\text{воды}})Vg$$
- 2
Выделившаяся энергия равна работе силы сопротивления на пути $s$.$$E = F_{\text{сопр}}s = (\rho_{\text{свинца}} - \rho_{\text{воды}})Vgs$$
Ещё 1 қадам — толық шешімде
Электрокипятильник поместили в сосуд, содержащий 400 г воды при температуре 20 °С, и включили в сеть напряжением 220 В. Через 20 мин спираль выключили. Сколько воды выкипело? Сопротивление…
- 1
Найдём мощность электрокипятильника:$$P = \dfrac{U^2}{R} = \dfrac{220^2}{160} = 302{,}5\ \text{Вт}$$
- 2
За время $t = 20\ \text{мин} = 1200\ \text{с}$ кипятильник потребляет электрическую энергию:$$E = Pt = 302{,}5 \cdot 1200 = 363000\ \text{Дж}$$
Ещё 4 қадам — толық шешімде
Имеются два одинаковых электрических нагревателя мощностью $600\ \text{Вт}$ каждый. На сколько градусов можно нагреть $2\ \text{л}$ воды за $7\ \text{мин}$, если нагреватели будут включены…
- 1
При параллельном включении каждый нагреватель работает на номинальном напряжении, поэтому мощность каждого остаётся равной $600\ \text{Вт}$. Суммарная мощность нагревателей:$$P = P_1 + P_2 = 2\cdot600 = 1200\ \text{Вт}$$
- 2
Переведём время нагревания в секунды:$$t = 7\cdot60 = 420\ \text{с}$$
Ещё 3 қадам — толық шешімде