В калориметре с очень малой теплоемкостью находится вода массой 1 кг при температуре 10 °С. В воду опускают спираль электронагревателя и бросают алюминиевую пластину массой 0,4 кг, предварительно охлажденную до температуры —200 °С. Мощность нагревателя 800 Вт. Какая температура установится в калориметре спустя 30 с после включения тока?

В калориметре с очень малой теплоемкостью находится вода массой 1 кг при температуре 10 °С. В воду опускают спираль электронагревателя и бросают алюминиевую пластину массой 0,4 кг, предварительно охлажденную до температуры —200 °С. Мощность нагревателя 800 Вт. Какая температура установится в калориметре спустя 30 с после включения тока?
- Предмет:
  Физика
- Автор:
  alissa42
- 5 лет назад

Ответы 1

Необходимо рассмотреть несколько случаев конечной температуры.В итоге, получается, что $-200^oC\ \textless \ t_x\ \textless \ 0^oC$ . На этом основании запишем уравнение теплового баланса. $Q_{otd} = Q_{pol}$ , где $Q_{otd}$ - это отданное количество теплоты, а $Q_{pol}$ - полученное количество теплоты.Что отдает теплоту? Вода при замерзании до $0^oC$ , кристаллизации и дальнейшем замерзании до $t_x$ . Стоит не забыть, что чайник тоже отдает за $\tau = 30c$ количество теплоты $P\tau$ . Получает теплоту алюминиевая пластинка.Пусть $t_{al} = -200^oC$ - начальная температура алюминиево пластинки, а $t_B = 10^oC$ - начальная температура воды.Тогда: $Q_{pol} = c_{al}m_{al} (t_x-t_{al})$ $Q_{otd} = \lambda m_B + c_Bm_B(t_B - 0) + c_Bm_B(0-t_x) +P\tau$ Тогда на основании теплового баланса: $c_{al}m_{al} (t_x-t_{al}) = \lambda m_B + c_Bm_B(t_B - 0) + c_Bm_B(0-t_x) +P\tau$ После преобразования: $t_x = \frac{\lambda m_B + c_Bm_Bt_B + c_{al}m_{al}t_{al} +P\tau}{c_{al}m_{al} + c_Bm_B}$ Подставляя данные, получаем: $t_x = -70^oC$
- Автор:
  amour9hq0
- 5 лет назад
- 0
Добавить свой ответ