Для начала переведем неудобные 54 км/ч в приятные 15 м/с. Затем, предположив, что "проезжает через туннель" - это промежуток между "первый вагон въехал в туннель" и "последний вагон выехал из туннеля", посчитаем на это основании длину поезда. Примем длину туннеля за м, длину поезда l, скорость нашего поезда м/с, скорость второго поезда , время проезда через туннель сек, а скорость проезда мимо поезда сек. Тогда , оттуда м. Теперь второй случай, поезд мимо поезда , м/с. Второй поезд ехал со скорость 10 метров в секунду.
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