2. Вычислите КПД рычага, с которого груз массой 268 кг равномерно подняли на
высоту 0,0392 м, при этом к длинному плечу рычага была приложена сила 200 Н, а точка
приложения силы опустилась на 0,28 м. [3]

R1 = R2 = 10 Ом.

U = 220 В.

m1 = 1 кг.

m2 = 300 г = 0,3 кг.

T = 37 с.

t2 = 100 °С.

С1 = 4200 Дж/кг *°С.

С2 = 900 Дж/кг *°С.

t1 - ?

При параллельном соединение спиралей общее их сопротивление R найдём по формуле: R = R1 *R2/(R1 + R2).

R = 10 Ом *10 Ом/(10 Ом + 10 Ом) = 5 Ом.

Согласно закону Джоуля-Ленца, в плитке выделяется количество теплоты Q = U2 *T/R.

Это количество теплоты Q идёт на нагревание воды от t1  до температуры кипения t2.

Q = C1 *m1 *(t2 - t1) + C2 *m2 *(t2 - t1) = C1 *m1 *t2 - C1 *m1 *t1 + C2 *m2 *t2 - C2 *m2 *t1.

U2 *T/R = C1 *m1 *t2 - C1 *m1 *t1 + C2 *m2 *t2 - C2 *m2 *t1.

C1 *m1 *t1 + C2 *m2 *t1 = C1 *m1 *t2 + C2 *m2 *t2 - U2 *T/R.

t1 = (C1 *m1 *t2 + C2 *m2 *t2 - U2 *T/R) /(C1 *m1 + C2 *m2).  

t1 = (4200 Дж/кг *°С *1 кг *100 °С+ 900 Дж/кг *°С *0,3 кг *100 °С - (220 В)2 *37 с/5 Ом) /(4200 Дж/кг *°С *1 кг + 900 Дж/кг *°С *0,3 кг) = 19,8 °С.

ответ: начальная температура воды составляла t1 = 19,8 °С.

Объяснение:

r25=R2+R5= 8+8=16 Ом

r254=r25*R4/(r25+R4)=16*15/(16+15)=7.742 Ом

Общее сопротивление

Rob=R1+R3+r254=15+20+7.742=42.742 Ом

Общий ток

I=I1=I3=U/Rob=250/42.742=5.849 A

U1=I*R1=5.849*15=87.736 V

U3=I*R3=5.849* 20=116.981 V

U4=U-U1-U3=250-87.736 - 116.981=45.283 V

I4=U4/R4=45.283/15=3 A

I2=I5=I-I4=5.849-3=2.849 A

U2=U5=I2*R2=2.849*8=22.792 V

Мощности

P1=U1*I1=87.736*5.849=513.168 Bt

P2=P5=U2*I2=22.792*2.849=63.934 Bt

P3=U3*I3=116.981*5.849=684.222 Bt

P4=U4*I4=45.283*3=135.849 Bt

P=U*I=250*5.849=1462 Bt

p=P1+P2+P3+P4+P5=513.168+63.934+684.222+135.849+63.934=1462 Bt

1462 Bt=1462 Bt