В алюминиевый калориметр массой 50 г налито 120 г воды и опущена спираль сопротивлением 2 Ом, подключенная к источнику напряжением 15 В. За какое время калориметр с водой нагреется на 9 °C, если потерями энергии в окружающую среду можно пренебречь?

Предыдущий
вопрос Следующий
вопрос

Для начала найдем количество теплоты, которое необходимо передать воде и калориметру, чтобы нагреть их на 9°C.

Q = c m ΔT

где:
Q - количество теплоты, Дж
c - удельная теплоемкость воды (4,18 Дж/(г·°C))
m - масса воды, г
ΔT - изменение температуры, °C

Q = 4,18 120 9 = 4525,2 Дж

Тепловая мощность, выделяющаяся в спираль:

P = U^2 / R

где:
P - тепловая мощность, Вт
U - напряжение на спирали, В
R - сопротивление спирали, Ом

P = 15^2 / 2 = 112,5 Вт

Время, за которое вода нагреется на 9 °C:

t = Q / P = 4525,2 / 112,5 = 40,2 секунды

Итак, калориметр с водой нагреется на 9 °C за 40,2 секунды.