В алюминиевом сосуде массой 300 г миксером перемешивают воду объемом 3 дм3, взятую при температуре 2 °С. Мощность миксера равна 400 Вт. Считайте, что 35% механической энергии переходит во внутреннюю. До какой температуры нагреется вода, если миксер работает на протяжении 10 минут?
Для начала найдем количество теплоты, выделившееся при работе миксера. Мощность миксера равна 400 Вт, работа происходит в течение 10 минут, что составляет 600 секунд. Тогда количество теплоты, выделившееся при работе миксера, будет равно:
Q = Pt = 400 Вт * 600 с = 240 кДж
Теперь найдем количество теплоты, необходимое для нагрева воды с температуры 2 °С до конечной температуры Т:
Q_вода = mcΔT, где m - масса воды (в кг), c - удельная теплоемкость воды (4,18 кДж/кг*С), ΔT - изменение температуры.
m = V ρ = 3 дм3 1 кг/дм3 = 3 кг ΔT = T - 2
Теперь уравновесим количество выделенной теплоты и количество теплоты, необходимое для нагрева воды:
Для начала найдем количество теплоты, выделившееся при работе миксера. Мощность миксера равна 400 Вт, работа происходит в течение 10 минут, что составляет 600 секунд. Тогда количество теплоты, выделившееся при работе миксера, будет равно:
Q = Pt = 400 Вт * 600 с = 240 кДж
Теперь найдем количество теплоты, необходимое для нагрева воды с температуры 2 °С до конечной температуры Т:
Q_вода = mcΔT, где
m - масса воды (в кг),
c - удельная теплоемкость воды (4,18 кДж/кг*С),
ΔT - изменение температуры.
m = V ρ = 3 дм3 1 кг/дм3 = 3 кг
ΔT = T - 2
Теперь уравновесим количество выделенной теплоты и количество теплоты, необходимое для нагрева воды:
Q_вода = Q
mcΔT = Q
3 4,18 (T - 2) = 240
12,54T - 25,08 = 240
12,54T = 265,08
T = 21,12 °C
Итак, вода нагреется до температуры примерно 21,12 °C.