Question

Решите пожалуйста задачу по физике и покажите полностью решение. Заранее спасибо.
Имеются два одинаковых электрических нагревателя мощностью 300 Вт каждый. На сколько градусов можно нагреть 2 кг воды за 10 мин, если нагреватели будут включены параллельно в электросеть с напряжением, на которое рассчитан каждый из них? Потерями энергии пренебречь.

Answer 1

Дано:

P = 300 Вт

m = 2 кг

τ = 10 мин = 600 сек

c = 4200 Дж/(кг×°С)

------------------------------------

Найти:

Δt - ?

Решение:

Воспользуемся формулой мощности электрического тока:

P = U²/R

отсюда сопротивление одного нагревателя равна:

R = U²/P

Далее используем формулу сохранения энергии при нагревании воды при параллельном соединений двух его спиралей:

Q = P×τ

cmΔt = U²/Rобщ × τ = 2U²/R × τ = 2P×τ (1)

Далее при помощи формулы (1) мы найдем температуру:

cmΔt = 2Pτ ⇒ Δt = 2Pτ/cm

Далее считаем:

Δt = 2×300 Вт × 600 сек/4200 Дж/(кг×°С) × 2 кг = 600Вт × 600 сек/8400 Дж/°С = 360000 Дж/‬8400 Дж/°С ≈ 42,86°С ≈ 43°С

Ответ: Δt = 43°С