10 Нагреватель мощностью Р = 50 Вт погружён в воду, палитую в калориметр. Масса воды в калориметре равна т = 300 г. Удельная теплоёмкость воды с = 4200 Дж/(кг. °С). 1. Сколько тепла выделит нагреватель за время г = 500 с? 2. До какой температуры /

Давайте решим задачу по шагам.

Шаг 1: Рассчитаем количество тепла, выделяемого нагревателем за время 500 секунд.

Формула для расчета количества тепла (Q), выделяемого нагревателем, выглядит следующим образом:

$ Q = P \cdot g $

где:
- $P$ — мощность нагревателя (50 Вт),
- $g$ — время (500 с).

Подставим значения:

$ Q = 50 \, \text{Вт} \cdot 500 \, \text{с} = 25000 \, \text{Дж} $

Ответ на вопрос 1:

Количество тепла, выделяемого нагревателем за 500 секунд, составляет 25....

---

Для этого используем формулу:

$$Q = m \cdot c \cdot \Delta T$$

где:

• $m$ — масса воды (300 г = 0.3 кг),
• $c$ — удельная теплоёмкость воды (4200 Дж/(кг. °С)),
• $\Delta T$ — изменение температуры.

Сначала найдем изменение температуры:

$$\Delta T = \frac{Q}{m \cdot c}$$

Подставим известные значения:

$$\Delta T = \frac{25000 \, \text{Дж}}{0.3 \, \text{кг} \cdot 4200 \, \text{Дж/(кг. °С)}}$$

Теперь посчитаем:

$$\Delta T = \frac{25000}{1260} \approx 19.84 \, °C$$

Теперь найдем конечную температуру воды:

$$T{\text{начальная}} + \Delta T$$

где $T_{\text{начальная}} = 20 \, °C$:

$$T_{\text{конечная}} = 20 \, °C + 19.84 \, °C \approx 39.84 \, °C$$

Конечная температура воды составит примерно .

---

Теперь учтем теплоёмкость калориметра. Общая теплоёмкость системы (вода + калориметр) будет:

$$C_{\text{общая}} = m \cdot c + C$$

где $C$ — теплоёмкость калориметра (50 Дж/°С).

Подставим значения:

$$C_{\text{общая}} = 0.3 \cdot 4200 + 50 = 1260 + 50 = 1310 \, \text{Дж/°С}$$

Теперь найдем изменение температуры для всей системы:

\Delta T{\text{общая}}} = \frac{25000}{1310} \approx 19.08 \, °C

Теперь найдем диапазон конечной температуры. Начальная температура системы (вода + калориметр) будет равна 20 °C (температура воды) + температура калориметра (которая может быть от 20 °C до 39.84 °C).

1. (если калориметр начнет с 20 °C):

$$T_{\text{мин}} = 20 + 19.08 \approx 39.08 \, °C$$

2. (если калориметр начнет с 39.84 °C):

$$T_{\text{макс}} = 39.84 + 19.08 \approx 58.92 \, °C$$

Конечная температура воды в калориметре может лежать в диапазоне от .