Предмет высотой 5 сантиметра находится на расстоянии 50 сантиметров от собирающей тонкой линзы. Определить высоту изображения, если известно, что оптическая сила линзы составляет 7 диоптрии.

Испарилось 50 граммов воды

Объяснение:

Дано:

V₁ = 2,8 л

m₁ = 2,8 кг

t₁ = 20°C

t = 60⁰C

c₁ = 4200 Дж/ (кг·°С)

m₂ = 3 кг

t₂ = 460°C

c₂ = 460 Дж/(кг·°С)

r = 2,26·10⁶ Дж/кг

Δm - ?

1)

Кусок стали отдал количество теплоты:

Q₂ = c₂·m₂ ·(t₂ - t) = 460·3·(460-60) = 552 000 Дж = 0,552 МДж

2)

Часть воды испарилась, и на это затрачено:

Q₃ = r·Δm = 2,260·Δm     МДж

3)

Вода нагрелась:

Q₁ =c₁·(m₁-Δm)·(t-t₁) = 4200·(2,8-Δm)·(60-20) = 168 000·(2,8-Δm) ≈

= (0,447- 0,168·Δm) MДж

4)

Составим уравнение теплового баланса:

Q₂ = Q₃ + Q₁

0,552 =  2,260·Δm + (0,447- 0,168·Δm)

0,105 = 2,092·Δm

Δm = 0,105/2,092 ≈ 0,050 кг    или    50 г

КПД плитки η – это отношение количества теплоты Qв, подведённого к воде, к количеству теплоты, выделяемому плиткой Qп:
η = Qв / Qп

Количество теплоты Qп, выделяемое плиткой, за время t:
Qп = P*t, где
P – мощность плитки, Вт.
Количество теплоты Qв, подведённое к воде, можно выразить как:
Qв = c*m*ΔT, где
c = 4200 Дж/(кг*°C) – удельная теплоёмкость воды;
m = 500 г = 0,5 кг – масса воды;
ΔT = (Tкип - 20 °C) = (100 °C - 20 °C) = 80 °C – увеличение температуры воды, где Tкип = 100 °C – температура кипения воды.

Тогда КПД:
η = c*m*ΔT / (P*t)
Выразим отсюда время t:
t = c*m*ΔT / (P*η)
t = 4200 * 0,5 * 80 / (600 * 0,83)
t ≈ 337 с.