Тепловая мощность нагревателя с сопротивлением R под напряжением U равна Q/t = U²/R За время t нагреватель выделит количество теплоты Q равное Q = U²t/R Коль скоро кпд нагревателя равно η, то часть этой энергии будет передана воде: Q₁ = ηQ = ηU²t/R Этой энергии хватило на то, чтобы вода массой m прогрелась с начальной температуры t₁ до температуры кипения 100⁰ С и полностью выкипела. Q₁ = m(C(100 - t₁) + λ) = ηU²t/R где m = 0.5 кг С = 4200 Дж на кг на град - удельная теплоёмкость воды λ = 2 256 000 Дж на кг - удельная теплота парообразования воды t₁ = 10 C - начальная температура воды η = 0,6 - кпд нагревателя в долях (не люблю возиться с процентными множителями, они только с толку сбивают) R = 10 Ом - сопротивление нагревателя U = 110 В - напряжение питания. Отсюда время, за которое вода выкипит полностью, равно: t = Rm(C(100 - t₁) + λ)/U²η = 10*0.5(4200*90 + 2 256 000)/(0.6*110²) = 1814 c = 30 мин ответ: такой чайник с такой водой выкипит за 30 минут.
сила тяжести груза mg=60нmg=60н значительно больше силы, с которой надо тянуть веревку, чтобы удержать груз. это определяется существенными силами трения веревки о бревно. сначала силы трения препятствуют соскальзыванию груза под действием силы тяжести. полный расчет распределения сил трения, действующих на веревку, довольно сложен, поскольку сила натяжения веревки в местах ее соприкосновения с бревном меняется от f1f1 до mgmg. в свою очередь сила давления веревки на бревно также меняется, будучи пропорциональной в каждой точке соответствующей локальной силе натяжения веревки. соответственно и силы трения, действующие на веревку, определяются именно указанными силами давления. однако для решения достаточно заметить, что полная сила трения fтрfтр (слагающие которой пропорциональны в каждой точке силе реакции бревна) будет с соответствующими коэффициентами пропорциональна силам натяжения веревки на концах; в частности, с некоторым коэффициентом kk она будет равна большей силе натяжения: fтр=kmgfтр=kmg. это означает, что отношение большей силы натяжения к меньшей есть величина постоянная для данного расположения веревки и бревна: mg/t1=1/(1−k)mg/t1=1/(1−k), поскольку t1=mg−kmgt1=mg−kmg. когда мы хотим поднять груз, концы веревки как бы меняются местами. сила трения теперь направлена против силы t2t2 и уже не , а мешает. отношение большей силы натяжения, равной теперь t2t2, к меньшей - mgmg будет, очевидно, таким же, как и в первом случае: t2/mg=1/(1−k)=mg/t1t2/mg=1/(1−k)=mg/t1. отсюда находим, что t2=(mg)2/t1=90н источник:
Q/t = U²/R
За время t нагреватель выделит количество теплоты Q равное
Q = U²t/R
Коль скоро кпд нагревателя равно η, то часть этой энергии будет передана воде:
Q₁ = ηQ = ηU²t/R
Этой энергии хватило на то, чтобы вода массой m прогрелась с начальной температуры t₁ до температуры кипения 100⁰ С и полностью выкипела.
Q₁ = m(C(100 - t₁) + λ) = ηU²t/R
где
m = 0.5 кг
С = 4200 Дж на кг на град - удельная теплоёмкость воды
λ = 2 256 000 Дж на кг - удельная теплота парообразования воды
t₁ = 10 C - начальная температура воды
η = 0,6 - кпд нагревателя в долях (не люблю возиться с процентными множителями, они только с толку сбивают)
R = 10 Ом - сопротивление нагревателя
U = 110 В - напряжение питания.
Отсюда время, за которое вода выкипит полностью, равно:
t = Rm(C(100 - t₁) + λ)/U²η = 10*0.5(4200*90 + 2 256 000)/(0.6*110²) = 1814 c = 30 мин
ответ: такой чайник с такой водой выкипит за 30 минут.
сила тяжести груза mg=60нmg=60н значительно больше силы, с которой надо тянуть веревку, чтобы удержать груз. это определяется существенными силами трения веревки о бревно. сначала силы трения препятствуют соскальзыванию груза под действием силы тяжести. полный расчет распределения сил трения, действующих на веревку, довольно сложен, поскольку сила натяжения веревки в местах ее соприкосновения с бревном меняется от f1f1 до mgmg. в свою очередь сила давления веревки на бревно также меняется, будучи пропорциональной в каждой точке соответствующей локальной силе натяжения веревки. соответственно и силы трения, действующие на веревку, определяются именно указанными силами давления. однако для решения достаточно заметить, что полная сила трения fтрfтр (слагающие которой пропорциональны в каждой точке силе реакции бревна) будет с соответствующими коэффициентами пропорциональна силам натяжения веревки на концах; в частности, с некоторым коэффициентом kk она будет равна большей силе натяжения: fтр=kmgfтр=kmg. это означает, что отношение большей силы натяжения к меньшей есть величина постоянная для данного расположения веревки и бревна: mg/t1=1/(1−k)mg/t1=1/(1−k), поскольку t1=mg−kmgt1=mg−kmg. когда мы хотим поднять груз, концы веревки как бы меняются местами. сила трения теперь направлена против силы t2t2 и уже не , а мешает. отношение большей силы натяжения, равной теперь t2t2, к меньшей - mgmg будет, очевидно, таким же, как и в первом случае: t2/mg=1/(1−k)=mg/t1t2/mg=1/(1−k)=mg/t1. отсюда находим, что t2=(mg)2/t1=90н источник: