Решить задачу на расчет количества теплоты с объяснением процессов.
Распишите как: Дано, Найти, Решение, ответ.

Электрический нагреватель работает при напряжении 220 В и при силе тока 5 А. Сколько времени потребуется такому нагревателю, чтобы довести до кипения 2 литра воды, если начальная температура воды 25 °С? КПД нагревателя равен 55%.

Cразу поясню перед решением, чтобы не было казусов:

sqrt - корень квадратный

^ - степень

Дано:

V2 = 0 (т.к. 2 капля находится в состоянии покоя)

t0 - начальная температура капель.

C - удельная теплоемкость воды.

L - удельная теплота парообразования.

V1 - ?

Итак, приступим:

m2 <-V1m1

На основании закона сохранения импульса имеем:

mV1 = 2mV

V - скорость капель после столкновения.

V = mV1/2m

Сокращая массу, получаем:

V = V1/2

Теперь применим закон сохранения энергии. Однако перед этим поясню несколько моментов:

Формула Кол-ва теплоты:

Q = cmdT

Формула парообразования:

Qп = Lm

Закон сохранения энергии будет выглядеть так:

mV^2/2 = 2mV^2/2 + 2Q + 2Q

mV^2/2 = 2mV^2/2 + 2mC(t2-t1) + 2mL

t2 - неизвестный член.

Решаем полученное уравнение, подставляя данные и сокращая массу:

mV^2/2 - mV^2/2 = 2mC(t2-t1) + 2mL

V^2/2 - V^2 = 2C(t2-t1) + 2L

Теперь подставляем значение V:

V1^2/2 - V2^2/4 = 2C(t2-t1) + 2L; 2V1^2 - V1^2/4 = 2(C(t2-t1)+L)

V1^2/4 = 2(C(t2-t1)+L)

V1^2 = 8(C(t2-t1)+L)

V1 = sqrt(8(C(t2-t1)+L))

V1 = 2sqrt(2)*sqrt(C(t2-t1)+L)

ответ: V1 = 2sqrt(2)*sqrt(C(t2-t1)+L))

Последовательное соединение пружин:

1/kобщ = 1/k1 + 1/k2 + ... + 1/kn

Либо, если это две последовательно соединенные пружины, то можно использовать следующую формулу:

kобщ = k1*k2/k1+k2

Однако, нам следует еще вспомнить закон Гука:
F = kl
В последовательном соединении имеется n пружин с жесткостями k1, k2, и так далее. Из закона Гука следует, что F = kl. Сумма удлинений каждой пружины равна общему удлинению всего соединения l(или х, по разному в учебниках пишется)1 + l2+ ... + ln = lc. (кстати, это одно из свойств последовательно соединения) По закону Гука получим мы можем вывести следующее уравнение: l = F/k, l1 = F/k1 и т.д. Собственно, далее из этого выражения следует: 1/kобщ = 1/k + 1/k + ... + 1/kn.
Собственно, отсюда получаем:
kобщ = 1/1/k + 1/k + ... + 1/kn.
Ну и как вы уже поняли, k пойдет наверх, и оно будет обратно пропорционально числителю, который в свою очередь зависит от коэффициента жесткости.