В алюминиевый калориметр массой 50 г налито 120 г воды и опущен электрический нагреватель...

Question

В алюминиевый калориметр массой 50 г налито 120 г воды и опущен электрический нагреватель мощностью 12,5 Вт. За какое время калориметр с водой нагреется на 24 ºC, если тепловые потери в окружающую среду составляют 20%?

Answer 1

На нагревание алюминиевого калориметра необходимо:
Q1 = c1*m1*Δt = 880*0,050*24 =  1 056 Дж
На нагревание воды:
Q2 = c2*m2*Δt = 4200*0,120*24 = 12 096 Дж
Суммарное количество теплоты:
Q = Q1 + Q2 = 1 056 + 12 096 ≈ 13 200 Дж
Потери составляют 20%, значит на нагревание затрачено :
Qзат = 1,2*Q = 1,2*13 200 ≈ 15 800 Дж   (1)
Работа электронагревателя:
A = N*t = 12,5*t                                           (2)
Приравниваем (2) и (1)
12,5*t = 15 800
t = 15 800 / 12,5 ≈ 1600 с или 1260/60 = 21 минута

Ответ: 21 минута

Comments

80% кпд, нужно было умножать не на необходимое количество теплоты, а на получаемое.

---

потому что кпд, не необходимой теплоты, а нагревателя.

---

Блин, а я подумал, что кипятильник плохой :))

Answer 2

Дано:
m1 = 50 г = 0.05 кг
m2 = 120 г = 0.12 кг
Р = 12.5 Вт
ΔT = 24 °C
η = 80 %
с1 = 920 Дж/кг*С
с2 = 4200 Дж/кг*С
Найти:
t - ?
Решение:
Q1/секунду = A; A = I²R * η = UIt = P * η; Q2 = c1 * m1 * ΔT; Q3 = c2 * m2 * ΔT; t = ;
Q1/с = 12.5 Вт * 80 % = 10 Дж/с
Q2 = 920 Дж * 0.05 кг * 24 °С = 1104 Дж
Q3 = 4200 Дж * 0.12 кг * 24 °С = 12096 Дж
t = (1104 Дж + 12096 Дж) / 10 Дж/с = 1320 секунд = 22 минуты
Ответ: 22 минуты