Объём "холодной" воды: V₁ = 0,5 л = 0,5 * 10⁻³ м³.
Температура холодной воды: t₁ = 20 °C.
Температура кипятка: t₂ = 100 °C.
Температура баланса: t = 80 °C.
Удельная теплоёмкость воды (из таблицы): c = 4200 Дж/(кг * °C).
Плотность воды (из таблицы): ρ = 1000 кг/м³.
* с и ρ и нам не понадобятся, но пусть будут, эту цифры лучше знать.
Найти нужно объём кипятка: V₂ - ?
Решение:
0. Разберёмся с происходящим. Кипяток отдаёт тепло, холодная вода принимает его. В результате теплота остывания кипятка тратится на нагревание холодной воды. Как мы знаем, отданное тепло равняется полученному теплу.
Для определения показаний приборов найдем эквивалентное сопротивление цепи, подключенной источнику ЭДС. Подключенная цепь состоит из двух последовательно включенных звеньев.
Первое звено R₁||RV=R₁*RV/(R₁+RV)=260*1800/(260+1800)≈ 227,18 Ом
второе звено - последовательно включенные R₂, R₃. RA и параллельно включенный им R₄
сопротивление последовательной цепи R₂:RA=R₂+R₃+RA=400+140+24=564 Ом, с учетом включенного параллельно им R₄сопротивление цепи (R₂:RA)||R₄= (R₂:RA)*R₄/[(R₂:RA)+R₄]=564*227,18/(564+227,18) ≈ 161,94 Ом
эквивалентное сопротивление цепи Rэ=R₁||RV+(R₂:RA)||R₄=227 +161,94 = 388,94 Ом
Ток от источника ЭДС равен I=E/(Rэ+r)=700/(388,94+40) = 1,63 А
Показания вольтметра Uv=I*R₁||RV=1.63*227,18 ≈370,3034 = 370 В
Показания амперметра Ia=(E-Uv-I*r)/(R₂:RA)=(700-370,3034 -1,63*40)/564 = 0,5 А
Объём "холодной" воды: V₁ = 0,5 л = 0,5 * 10⁻³ м³.
Температура холодной воды: t₁ = 20 °C.
Температура кипятка: t₂ = 100 °C.
Температура баланса: t = 80 °C.
Удельная теплоёмкость воды (из таблицы): c = 4200 Дж/(кг * °C).
Плотность воды (из таблицы): ρ = 1000 кг/м³.
* с и ρ и нам не понадобятся, но пусть будут, эту цифры лучше знать.
Найти нужно объём кипятка: V₂ - ?
Решение:0. Разберёмся с происходящим. Кипяток отдаёт тепло, холодная вода принимает его. В результате теплота остывания кипятка тратится на нагревание холодной воды. Как мы знаем, отданное тепло равняется полученному теплу.
1. Запишем уравнение теплового баланса:
Qотданное = Qполученное, или cm₁(t - t₁) = cm₂(t₂ - t).
2. Можем сократить на с, получим:
m₁(t - t₁) = m₂(t₂ - t).
3. Вспомним формулу массы: m = ρV.
4. Немного сократим формулу, полученную в (2):
pV₁(t - t₁) = pV₂(t₂ - t),
V₁(t - t₁) = V₂(t₂ - t).
5. Выразим объём кипятка:
Численно получим:Переведём в литры: 0,0015 м³ = 1,5 л.
ответ: 1,5 л.Для определения показаний приборов найдем эквивалентное сопротивление цепи, подключенной источнику ЭДС. Подключенная цепь состоит из двух последовательно включенных звеньев.
Первое звено R₁||RV=R₁*RV/(R₁+RV)=260*1800/(260+1800)≈ 227,18 Ом
второе звено - последовательно включенные R₂, R₃. RA и параллельно включенный им R₄
сопротивление последовательной цепи R₂:RA=R₂+R₃+RA=400+140+24=564 Ом, с учетом включенного параллельно им R₄сопротивление цепи (R₂:RA)||R₄= (R₂:RA)*R₄/[(R₂:RA)+R₄]=564*227,18/(564+227,18) ≈ 161,94 Ом
эквивалентное сопротивление цепи Rэ=R₁||RV+(R₂:RA)||R₄=227 +161,94 = 388,94 Ом
Ток от источника ЭДС равен I=E/(Rэ+r)=700/(388,94+40) = 1,63 А
Показания вольтметра Uv=I*R₁||RV=1.63*227,18 ≈370,3034 = 370 В
Показания амперметра Ia=(E-Uv-I*r)/(R₂:RA)=(700-370,3034 -1,63*40)/564 = 0,5 А