Физика 8. Во время обеденного перерыва Оля заметила, что электронагреватель мощностью 500 ватт нагрел воду на 1°С за 2 минуты, а после его выключения вода за 1 минуту остыла на 1°С. Когда Оля поделилась этой информацией с подругами, Коля предположил, что потери тепла зависят от времени и смог посчитать массу нагреваемой воды в килограммах. Сможете ли вы сделать то же самое?
Южанин
Конечно, я могу помочь вычислить массу нагреваемой воды в данной задаче. Для этого необходимо учитывать закон сохранения теплоты.
Сначала, давайте определим энергию, затрачиваемую на нагревание воды в течение 2 минут. Мы знаем, что электронагреватель имеет мощность 500 Вт. Таким образом, энергия, выделяемая за 2 минуты, равна произведению мощности на время:
\[E_1 = P \cdot t_1 = 500 \, \text{Вт} \cdot 2 \, \text{мин} = 1000 \, \text{Дж}\]
Теперь мы должны учесть, что после выключения электронагревателя вода остывает в течение 1 минуты. За это время вода потеряла тепло, равное энергии, выделенной за 2 минуты. Теперь мы можем записать это соотношение:
\[E_1 = E_2 = Q \cdot m \cdot \Delta T\]
где \(Q\) - плотность воды, \(m\) - масса воды, а \(\Delta T\) - изменение температуры.
Мы знаем, что \(\Delta T = -1\)°C, так как вода остыла на 1°С за 1 минуту. Теперь мы можем выразить массу воды:
\[m = \frac{{E_1}}{{Q \cdot \Delta T}}\]
Плотность воды \(Q\) составляет около 4184 Дж/(кг°C).
Подставляя известные значения:
\[m = \frac{{1000 \, \text{Дж}}}{{4184 \, \text{Дж/(кг°C)}} \cdot (-1)°C} \approx 0.239 \, \text{кг}\]
Таким образом, масса нагреваемой воды составляет около 0.239 кг. Не забывайте, что это всего лишь приближенное значение, и фактическая масса воды может немного отличаться от полученного результата.
Надеюсь, что это пошаговое решение поможет вам понять, как был вычислен ответ. Если у вас есть еще вопросы, я готов помочь!
Сначала, давайте определим энергию, затрачиваемую на нагревание воды в течение 2 минут. Мы знаем, что электронагреватель имеет мощность 500 Вт. Таким образом, энергия, выделяемая за 2 минуты, равна произведению мощности на время:
\[E_1 = P \cdot t_1 = 500 \, \text{Вт} \cdot 2 \, \text{мин} = 1000 \, \text{Дж}\]
Теперь мы должны учесть, что после выключения электронагревателя вода остывает в течение 1 минуты. За это время вода потеряла тепло, равное энергии, выделенной за 2 минуты. Теперь мы можем записать это соотношение:
\[E_1 = E_2 = Q \cdot m \cdot \Delta T\]
где \(Q\) - плотность воды, \(m\) - масса воды, а \(\Delta T\) - изменение температуры.
Мы знаем, что \(\Delta T = -1\)°C, так как вода остыла на 1°С за 1 минуту. Теперь мы можем выразить массу воды:
\[m = \frac{{E_1}}{{Q \cdot \Delta T}}\]
Плотность воды \(Q\) составляет около 4184 Дж/(кг°C).
Подставляя известные значения:
\[m = \frac{{1000 \, \text{Дж}}}{{4184 \, \text{Дж/(кг°C)}} \cdot (-1)°C} \approx 0.239 \, \text{кг}\]
Таким образом, масса нагреваемой воды составляет около 0.239 кг. Не забывайте, что это всего лишь приближенное значение, и фактическая масса воды может немного отличаться от полученного результата.
Надеюсь, что это пошаговое решение поможет вам понять, как был вычислен ответ. Если у вас есть еще вопросы, я готов помочь!
Знаешь ответ?