Нагреватель мощностью P = 70 Вт погружён в воду, налитую в калориметр. Масса воды в калориметре равна m = 300 г. Удельная теплоёмкость воды cв = 4200 Дж/(кг · °C).
1. Сколько тепла выделит нагреватель за времяτ = 400 с?
2. До какой температуры t нагреется вода за это время, если её начальная температура совпадает с комнатной и составляет Считайте, что всё тепло от нагревателя идёт на нагревание воды.
3. Пусть теперь теплоёмкость* калориметра равна C = 50 Дж/°C. В каком диапазоне может лежать конечная температура воды в калориметре? Считайте, что вода всюду имеет одинаковую температуру, а температура частей калориметра лежит в пределах от комнатной температуры до температуры воды в калориметре. Все величины в задаче известны точно.
*Теплоёмкость тела — количество теплоты, необходимое для нагревания его
1. Рассчитаем количество теплоты, отданное нагревателем:
2. Будем считать, что всё выделенное нагревателем тепло идёт на нагрев воды: Следовательно, температура воды в калориметре составит:
3. Верхняя граница температуры воды в калориметре определяется значением, найденным в пункте 2, В этом случае считается, что меняется только температура воды, а температура калориметра остаётся равной комнатной. Нижняя граница конечной температуры может быть определена, если считать, что весь калориметр нагревается до температуры воды. В этом случае можно записать:
Следовательно, для нижней границы установившейся температуры имеем:
Ответ: 1) 28 кДж;

