Для того чтобы из льда с температурой -10°С получить воду с температурой 20°С, нужно нагреть лед до температуры плавления, затем расплавить лед, затем нагреть воду. Получаем Q = Q₁ + Q₂ + Q₃ = c₁m(t₁-t₀) + λm + c₂m(t₂-t₁) = m(c₁(t₁-t₀)+λ+c₂(t₂-t₁)) = 10·(2,1·10³·10+3,3·10⁵+4,2·10³·20) = 10·(2,1·10⁴+33·10⁴+8,4·10⁴) = 4,35·10⁶ (Дж)
Дано:
m = 10кг
t₀ = -10°C
t₂ = 20°C
t₁ = 0°С (температура плавления льда, табличное значение)
c₁ = 2,1·10³Дж/(кг·°С) (теплоемкость льда, табличное значение)
c₂ = 4,2·10³Дж/(кг·°С) (теплоемкость воды, табличное значение)
λ = 3,3·10⁵Дж/кг (теплота плавления льда, табличное значение)
Q - ?
Для того чтобы из льда с температурой -10°С получить воду с температурой 20°С, нужно нагреть лед до температуры плавления, затем расплавить лед, затем нагреть воду. Получаем Q = Q₁ + Q₂ + Q₃ = c₁m(t₁-t₀) + λm + c₂m(t₂-t₁) = m(c₁(t₁-t₀)+λ+c₂(t₂-t₁)) = 10·(2,1·10³·10+3,3·10⁵+4,2·10³·20) = 10·(2,1·10⁴+33·10⁴+8,4·10⁴) = 4,35·10⁶ (Дж)
ответ: 4,35·10⁶ Дж
Объяснение:
Дано:
C₁ = 7,8 мкФ
C₂ = 18 мкФ
C₃ = 20 мкФ
C₄ = 16 мкФ
C₅ = 14 мкФ
U = 20 B
С экв - ?
W - ?
qi - ?
Ui - ?
1)
Конденсаторы C₄ и С₅ соединены параллельно, поэтому:
C₄₅ = C₄ + C₅ = 16 + 14 = 30 мкФ
2)
Теперь конденсаторы C₂, C₃ и С₄₅ соединены последовательно, поэтому:
1/С₂₃₄₅ = 1/С₂ + 1/С₃ + 1/С₄₅
1/С₂₃₄₅ = 1/18 + 1/20 + 1/30 = (10+9+6) / 180 = 25/180
C₂₃₄₅ = 180 / 25 = 7,2 мкФ
3)
И, наконец, емкости C₁ и C₂₃₄₅ соединены параллельно, поэтому эквивалентная емкость:
Cэкв = С₁ + С₂₃₄₅ = 7,8 + 7,2 = 15 мкФ
4)
Энергия:
W = Cэкв·U²/2 = 15·10⁻⁶·20²/2 = 0,003 Дж или 3 мДж
5)
Заряд батареи:
q = C·U = 15·10⁻⁶·20 = 300·10⁻⁶ Кл или 300 мкКл