Партнеры
Вход в систему
Яндекс.Метрика
on-line
Сейчас на сайте 0 пользователей и 2 гостя.

Задание 5. 7, 8, 9 класс.

   Задача 1. Нагревание воды.
   Ко дну калориметра прикреплён плоский нагревательный элемент, над которым находится тонкий слой льда. После того, как нагревательный элемент включили на время τ1, лёд нагрелся на Δt = 2 °C. Какое время τ2 может потребоваться для увеличения температуры содержимого калориметра ещё на Δt = 2 °C?
   Потерями теплоты в окружающую среду и теплоёмкостью калориметра можно пренебречь. Процесс теплообмена внутри калориметра можно считать достаточно быстрым. Удельная теплоёмкость льда c1 = 2,1 кДж/(кг × °C), воды c2 = 4,2 кДж/(кг × °C), удельная теплота плавления льда λ = 330 кДж/кг.

   Решение.
После первого нагревания (в зависимости от конечной температуры льда) возможны следующие предельные варианты.
   1. Если получился лёд при температуре меньшей −2 oC, то на повторный нагрев понадобится столько же теплоты и времени, сколько было затрачено на первый, а именно:

Q = mc1Δt. (1)

   2. Если получился лёд при температуре 0 oC, тогда сначала придётся его расплавить, а затем нагреть полученную воду на 2 oC, то есть затратить
Q1 = mλ + mc2Δt

теплоты.
   Подставляя значение m из (1), найдём
Q1 = Q(λ + c2Δt)/(c1Δt) = 80,6Q.

   Искомое время нагревания лежит в диапазоне
τ1 < τ2 < 80,6τ1.