Если к амперметру, рассчитанному на максимальную силу тока I=2А, присоединить шунт сопротивлением r=0,5Ом, то цена деления шкалы амперметра возрастет в 10 раз. Определить, какое добавочное сопротивление необходимо присоединить к тому же амперметру, чтобы его можно было использовать как вольтметр, измеряющий напряжение до u=220В. Решение: Так как цена деления амперметра возросла в 10 раз, то и максимальное значение тока, измеряемое им, возросло в 10 раз. В задаче 3135 было показано, что сопротивление шунта r= RA n−1 . В нашем случае n=10, поэтому сопротивление амперметра RA=(n−1)r=9r. На такой амперметр (без добавочных сопротивлений) можно подавать максимальное напряжение umax=IRA=9Ir=9В. Этим прибором необходимо измерять напряжение в m= u umax = 220 9 раз большее. Для этого, как показано в задаче 3136, последовательно к прибору подключают добавочное сопротивление Rд=(m−1)RA=(m−1)9r=( 220 9 −1)⋅9⋅0,5Ом=105,5Ом.
Итак, что у нас происходит. Кусок льда, оказавшись в воде, сначала нагревается до температуры плавления, затем тает. При этом вода в сосуде охлаждается. Коль лед не весь растаял, есть основания полагать, что процесс завершился при температуре 0° С. Тогда вода в сосуде, при охлаждении отдает количество теплоты Q₁: (1) Тут: с₁ - удельная теплоемкость воды 4200 Дж/(кг·К) m₁ - масса воды 1 кг (1л - 1кг) T₀ - начальная температура воды 10°С T₁ - конечная температура воды и льда 0°С
Лед принял количество теплоты Q₂ : (2) Где: с₂ - удельная теплоемкость льда 2060 Дж/(кг·К) m₂ - начальная масса льда T₂ - начальная температура льда -20°С T₁ - конечная температура воды и льда 0°С m₃ - масса растаявшего льда. λ - удельная теплота плавления льда 334*10³ Дж/кг При этом: кг (3)
Составляем уравнение теплового баланса, приравниваем Q₁ и Q₂. При этом, согласно (3) выражаем m₃ через m₂ (4) Теперь из 4 выражаем m₂:
Объяснение:
Если к амперметру, рассчитанному на максимальную силу тока I=2А, присоединить шунт сопротивлением r=0,5Ом, то цена деления шкалы амперметра возрастет в 10 раз. Определить, какое добавочное сопротивление необходимо присоединить к тому же амперметру, чтобы его можно было использовать как вольтметр, измеряющий напряжение до u=220В. Решение: Так как цена деления амперметра возросла в 10 раз, то и максимальное значение тока, измеряемое им, возросло в 10 раз. В задаче 3135 было показано, что сопротивление шунта r= RA n−1 . В нашем случае n=10, поэтому сопротивление амперметра RA=(n−1)r=9r. На такой амперметр (без добавочных сопротивлений) можно подавать максимальное напряжение umax=IRA=9Ir=9В. Этим прибором необходимо измерять напряжение в m= u umax = 220 9 раз большее. Для этого, как показано в задаче 3136, последовательно к прибору подключают добавочное сопротивление Rд=(m−1)RA=(m−1)9r=( 220 9 −1)⋅9⋅0,5Ом=105,5Ом.
Тогда вода в сосуде, при охлаждении отдает количество теплоты Q₁:
Тут:
с₁ - удельная теплоемкость воды 4200 Дж/(кг·К)
m₁ - масса воды 1 кг (1л - 1кг)
T₀ - начальная температура воды 10°С
T₁ - конечная температура воды и льда 0°С
Лед принял количество теплоты Q₂ :
Где:
с₂ - удельная теплоемкость льда 2060 Дж/(кг·К)
m₂ - начальная масса льда
T₂ - начальная температура льда -20°С
T₁ - конечная температура воды и льда 0°С
m₃ - масса растаявшего льда.
λ - удельная теплота плавления льда 334*10³ Дж/кг
При этом:
Составляем уравнение теплового баланса, приравниваем Q₁ и Q₂. При этом, согласно (3) выражаем m₃ через m₂
Теперь из 4 выражаем m₂:
Подставляя в (5) числовые значения, получаем:
ответ: Исходная масса льда 0,201 кг=201 г.