В калориметре с водой массой M = 900 г и электрической спиралью…

ФизикаРешено по фото 2 октября 2026 в 04:44
Электрический ток и тепловые явления
⚠️

Не решается вопрос о трёхкратном увеличении выступающей части льда: при плавлении она уменьшается. Для проверки условия пришлите фото покрупнее.

В калориметре с водой массой M=900M = 900 г и электрической спиралью сопротивлением R1R_1 плавает кусок льда массой m=200m = 200 г.

Напряжение на источнике постоянного тока равно U0=120U_0 = 120 В. Временем установления теплового равновесия пренебрегите. После подключения цепи к источнику идеальный амперметр показывает ток I=1I = 1 А, идеальный вольтметр показывает напряжение U=90U = 90 В. Удельная теплота плавления льда λ=340\lambda = 340 Дж/г. Удельная теплоёмкость воды c=4,2c = 4{,}2 Дж/(г · °C). Удельная теплота парообразования воды при 100100 °C L=2300L = 2300 Дж/г. 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 увеличился в n=3n = 3 раза? 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

Так как вольтметр подключён к спирали :

 

На сопротивлении напряжение равно:

 
 

Мощность, выделяющаяся на спирали :

 

При плавлении льда выступающая над водой часть плавающего куска уменьшается пропорционально его массе. Поэтому увеличить её в три раза плавлением невозможно.

Время полного плавления льда:

 
  

После плавления масса воды составляет г. Для нагревания её от до °C и последующего кипения нужно:

 
  
Ответ

Ом; Ом; Вт; время для трёхкратного увеличения выступающей части — невозможно; весь лёд растает примерно через мин; вода закипит примерно через мин.

Помогло?

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

Решить по фото