В электрокипятильнике при напряжении 220 В возникает ток силой 0,2 А. Какое количество олова, взятого при 22 °С, можно расплавить за 2 минуты, если КПД паяльника 90 %. Удельная теплоемкость олова 230, удельная теплота плавления 59,0, температура плавления олова 232 °С.

Предыдущий
вопрос Следующий
вопрос

Сначала найдем мощность паяльника:
P = U I = 220 В 0,2 А = 44 Вт

Учитывая, что КПД паяльника 90 %, эффективная мощность будет равна:
Pэфф = 0,9 * 44 Вт = 39,6 Вт

За 2 минуты (120 секунд) количество теплоты, выделенное паяльником, составит:
Q = Pэфф t = 39,6 Вт 120 сек = 4752 Дж

Теперь найдем массу олова, которое можно расплавить. Для этого воспользуемся формулой:
Q = m c ΔT + m * L

Где m - масса олова, c - удельная теплоемкость олова (230 Дж/кг·К), ΔT - изменение температуры, L - удельная теплота плавления олова (59,0 кДж/кг)

Подставляем известные значения:
4752 Дж = m 230 Дж/кг·К (232 °C - 22 °C) + m 59,0 кДж/кг
4752 Дж = m 230 Дж/кг·К 210 K + m 59000 Дж/кг
4752 Дж = m 48300 Дж + m 59000 Дж
4752 Дж = m (48300 Дж + 59000 Дж)
4752 Дж = m 107300 Дж
m = 4752 Дж / 107300 Дж = 0,0444 кг = 44,4 г

Таким образом, за 2 минуты можно расплавить 44,4 г олова.