Двигатель мощностью 25 Вт вращает лопасти винта внутри калориметра, заполненного водой массой 2.5 кг. За счет перехода 3/4 механической энергии во внутреннюю, вода нагревается на 1 °С. Сколько минут работал двигатель?

Предыдущий
вопрос Следующий
вопрос

Для начала определим количество теплоты, которое было передано воде за счет перехода механической энергии во внутреннюю. По условию, 1/4 механической энергии осталась в виде механической энергии, а 3/4 перешла во внутреннюю. Таким образом, 3/4 от 25 Вт = 18.75 Вт было переведено в тепловую энергию.

Для нагревания 1 кг воды на 1 °C необходимо 4186 Дж теплоты. Но у нас 2.5 кг воды, значит, нам нужно 2.5 * 4186 = 10465 Дж для нагрева воды на 1 °C.

Теплота, перешедшая из механической энергии в тепловую, равна работе двигателя за время его работы. Работа выражается через мощность и время работы: Работа = Мощность * Время.

Таким образом, 18.75 * t = 10465, откуда t = 10465 / 18.75 ≈ 558.67 секунд.

Поскольку время дано в минутах, переведем секунды в минуты: 558.67 с / 60 ≈ 9.31 минуты.

Итак, двигатель работал около 9.31 минуты.