В калориметре с водой массой M = 125 г и электрической спиралью…

ФизикаРешено по фото 2 октября 2026 в 04:11
№ Электрическая цепь и тепловые процессы

В калориметре с водой массой M=125M = 125 г и электрической спиралью сопротивлением R1R_1 плавает кусок льда массой m=300m = 300 г. Напряжение на источнике постоянно и равно U0=90U_0 = 90 В. Временем установления теплового равновесия пренебрегите. После подключения цепи к источнику идеальный амперметр показывает ток I=3I = 3 А, идеальный вольтметр показывает напряжение U=60U = 60 В. Удельная теплота плавления льда λ=340\lambda = 340 кДж/кг. Удельная теплоёмкость воды с = 4,2 кДж/(кг · °С). Удельная теплота парообразования воды при 100 °С L=2300L = 2300 кДж/кг. Теплообменом с окружающей средой, а также теплоёмкостью калориметра, спирали и соединительных проводов пренебрегите; процессы происходят при нормальном атмосферном давлении.

Чему равно сопротивление R1R_1 спирали? Ответ выразите в омах, округлите до целых.

Чему равно сопротивление R2R_2? Ответ выразите в омах, округлите до целых.

Чему равна электрическая мощность, выделяющаяся на спирали R1R_1? Ответ выразите в ваттах, округлите до целых.

На какое время следует подключить цепь к источнику, чтобы объём выступающей из воды части льда уменьшился в n=6n = 6 раз? Перед замыканием ключа система находилась в тепловом равновесии. Считайте, что потерь энергии в калориметре не происходит. Кусок льда не касается электрической спирали, дна и стенок калориметра. Ответ выразите в минутах, округлите до целых.

Через какое время непрерывной работы, считая от момента подключения к источнику, весь лёд в калориметре растает? Ответ выразите в минутах, округлите до целых.

Через какое время непрерывной работы, считая от момента подключения к источнику, вода в калориметре закипит? Ответ выразите в минутах, округлите до целых.

Решение

а) Вольтметр подключён к спирали , поэтому

 

б) На последовательно соединённом резисторе напряжение равно В. Тогда

 

в) Мощность, выделяемая на спирали:

 

г) Для плавающего льда объём выступающей части пропорционален массе льда. Если этот объём уменьшился в раз, масса оставшегося льда стала г. Значит, растаяло г. На плавление этого льда требуется

 
  

д) Для плавления всего льда необходимо

 
  

е) После таяния льда масса воды равна кг. Сначала требуется растопить лёд, затем нагреть всю воду от °С до °С:

 
  
024612141618202224A(8)B(9)C(26)
Ответ

а) Ом
б) Ом
в) Вт
г) мин
д) мин
е) мин

Помогло?

Есть ещё задание?Сфоткай, и ДЗмэн решит за пару секунд.

Решить по фото