Шешімі: Нагрев калориметра электрическим током
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 калориметр с водой нагреется на $9\ ^\circ\text{C}$, если потерями энергии в окружающую среду можно пренебречь?
Шешімін қадамдап көрсету
4 қадамБез учёта тепловых потерь энергия, выделенная спиралью, полностью переходит в тепло, полученное водой и алюминиевым калориметром.
$$Pt = (m_\text{в}c_\text{в} + m_\text{к}c_\text{к})\Delta T$$Мощность электрического тока, выделяемая в спирали, равна:
$$P = \dfrac{U^2}{R} = \dfrac{15^2}{2} = 112{,}5\ \text{Вт}$$Переведём массы в килограммы и найдём количество теплоты для нагревания воды и калориметра.
$$Q = (0{,}120\cdot4200 + 0{,}050\cdot900)\cdot9 = 4941\ \text{Дж}$$Найдём время нагревания:
$$t = \dfrac{Q}{P} = \dfrac{4941}{112{,}5} \approx 43{,}9\ \text{с}$$Время нагревания составляет примерно $44\ \text{с}$.
Бұл жауап талдау нәтижесінде алынды, бірақ банктің ресми кілтімен тексерілген жоқ — проверьте выкладки, прежде чем заучивать результат.
Где здесь ошибаются
Не переводят массы из граммов в килограммы.
Учитывают теплоёмкость только воды и забывают про алюминиевый калориметр.
Используют формулу мощности $P=UI$, не найдя силу тока; при этом необходимо учитывать $I=U/R$.
Не учитывают, что энергия спирали расходуется одновременно на нагревание воды и калориметра.