Задание №5101.
Решение расчетных задач. ОГЭ по физике

В алюминиевый калориметр массой 50 г налито 120 г воды и опущена спираль сопротивлением 2 Ом, подключённая к источнику тока напряжением 15 В. За какое время калориметр с водой нагреется на 9 °C, если потерями энергии в окружающую среду можно пренебречь?

Пояснение:
Дано:
m_{калориметра} = 0,05 кг
m_воды = 0,12 кг
R_{спирали} = 2 Ом
U = 15 В
Δt = 9 °С
c_воды = 4200 Дж/(кг · °С)
c_{алюминия} = 920 Дж/(кг · °С)

Найти:
t — ?

Решение:
Для того, чтобы нагреть калориметр с водой на 9 °С, необходимо найти количество тепла Q:

Q = Q_воды + Q_{калориметра} = (с_воды · m_воды · Δt) + (с_{алюминия} · m_{калориметра} · Δt).
Тогда получим:

Q = (4200 Дж/(кг · °С) · 0,12 кг · 9 °С) + (920 Дж/(кг · °С) · 0,05 кг · 9 °С) = 4950 Дж.
Согласно закону Ома для участка цепи
$$ I = {U \over R}. $$ Тогда:

I = 15 В / 2 Ом = 7,5 А.
Выразив время из формулы работы электрического тока A = UIt, получим:
$$ t = {A \over UI}. $$ Тогда:

t = 4950 Дж / (15 В · 7,5 А) = 44 с.
Ответ: 44 секунды.

Источник: ФИПИ. Открытый банк тестовых заданий
Сообщить об ошибке

Тест с похожими заданиями