Решить, подруга не справляется))

По определению: N = Q / t, где

N - мощность горелки,

t - искомое время,

Q - затраченное количество теплоты.

Разберемся поэтапно с Q.

На что наша горелка будет затрачивать энергию?

- плавление льда: λ m(л)

- нагрев образовавшейся воды до температуры кипения от начальной - нуля: c m(л) (100 - 0) = 100 c m(л)

- нагрев воды, которая уже находилась в сосуде: c m(в) (100 - 0) = 100 с m(в)

Таким образом, Q = λ m(л) + 100 c m(л) + 100 с m(в).

Запишем найденную формулу Q в формулу мощности:

N = ( λ m(л) + 100 c m(л) + 100 с m(в) ) / t,

откуда искомое время t:

t = ( λ m(л) + 100 c m(л) + 100 с m(в) ) / N.

Упростим выражение (выносим сотню и удельную теплоемкость воды за скобки):

t = ( λ m(л) + 100 c (m(л) + m(в)) ) / N,

t = ( 335*10^3 * 35*10^-2 + 10^2 * 42*10^2 * 9*10^-1) / 1,5*10^3,

t = (117250 + 378000) / 1,5*10^3,

t = (117,25 + 378) / 1,5 ≈ 330,16 c ≈ 5,5 мин

Объяснение:

Дано:

m₁ = 150 г = 0,150 кг

c₁ = 400 Дж / (кг·°С) - удельная теплоемкость меди

m₂ = 300 г = 0,300 кг

с₂ = 4200 Дж / (кг·°С) - удельная теплоемкость воды

t₁ = 10°C

U = 220 В

R = 484 Ом

t = 10 мин = 600 c

t - ?

1)

Вычислим работу электронагревателя.

Сила тока:

I = U / R = 220 / 484 ≈ 0,455 А

A = I²·R·t = 0,455²·484·600 ≈ 60 100 Дж                  (1)

2)

Нагреваем стакан:

Q₁ = c₁m₁(t-t₁) = 400·0,150·(t - 10) = 60·(t-10) = 60·t - 600   (Дж)

3)

Нагреваем воду:

Q₂ = c₂m₂(t-t₁) = 4200·0,300·(t - 10) = 1260·(t-10) = 1260·t - 12600   (Дж)

4)

Суммарное количество теплоты:

Q = Q₁ + Q₂ = 60·t - 600 + 1260·t - 12600 = 1320·t - 13 200    (Дж)       (2)

5)

Приравняем (2) и (1):

1320·t - 13 200 = 60 100

1320·t =  73 300

t = 73300 /1320 ≈ 56°C