Задание №5110.
Решение расчетных задач. ОГЭ по физике

Имеются два одинаковых электрических нагревателя мощностью 600 Вт каждый. Сколько воды можно нагреть на 30 °С за 14 мин., если нагреватели включены последовательно в электросеть с тем напряжением, на которое рассчитан каждый из них? Потерями энергии пренебречь.

Пояснение:
Дано:
P = 600 Вт
Δt = 30 °С
τ = 14 мин = 840 с

Найти:
m_воды — ?

Решение:
Зная, что по закону Ома для участка цепи \( I = {U \over R},\) запишем формулу для определения мощности каждого из двух нагревателей как:
$$ P = UI = {U^2 \over R}. $$ Так как общее сопротивление нескольких последовательно соединенных проводников равно сумме сопротивлений каждого из них, получаем, что R_общ = 2R.

Следовательно,

$$ P_\text{общ} = {U^2 \over 2R} = {1 \over 2}P = 300 \ \text{Вт}. $$ Тогда работа электрического тока равна:

A = Pt = 300 Вт · 840 с = 252 000 Дж.
Полученное телом при нагревании количество теплоты определяется по формуле:
$$ Q = cm(t_2 - t_1), $$ где c — удельная теплоемкость вещества, m — масса тела, t₂ и t₁ — конечная и начальная температуры тела.

Выразив из данной формулы массу, получим:
$$ m = {Q \over c(t_2 - t_1)}. $$ Следовательно,

m = 252 000 Дж / (4200 Дж/(кг · °С) · 30 °С) = 2 кг.
Ответ: 2 кг.

Источник: ФИПИ. Открытый банк тестовых заданий
Сообщить об ошибке

Тест с похожими заданиями