Напряжённость электрического поля равна отношению силы, действующей на находящийся в поле заряд, к заряду: E = F / q
Значит в нашем случае: E = 3*10^(-4) / 5*10^(-9) = 0,6*10^5 = 6*10^4 В/м (хотя мы делим ньютоны на метры, общепринятой единицей измерения напряжённости поля является вольт на метр, который аналогичен Н/Кл)
Теперь с силой. На заряд в поле, созданном другим зарядом, действует сила Кулона, имеющая следующий вид:
F = k*q1*q2 / r^2, где k - постоянная, равная 8,98*10^9 Н*м^2/Кл^2. Выразим отсюда искомый заряд:
N - мощность горелки,
t - искомое время,
Q - затраченное количество теплоты.
Разберемся поэтапно с Q.
На что наша горелка будет затрачивать энергию?
- плавление льда: λ m(л)
- нагрев образовавшейся воды до температуры кипения от начальной - нуля: c m(л) (100 - 0) = 100 c m(л)
- нагрев воды, которая уже находилась в сосуде: c m(в) (100 - 0) = 100 с m(в)
Таким образом, Q = λ m(л) + 100 c m(л) + 100 с m(в).
Запишем найденную формулу Q в формулу мощности:
N = ( λ m(л) + 100 c m(л) + 100 с m(в) ) / t,
откуда искомое время t:
t = ( λ m(л) + 100 c m(л) + 100 с m(в) ) / N.
Упростим выражение (выносим сотню и удельную теплоемкость воды за скобки):
t = ( λ m(л) + 100 c (m(л) + m(в)) ) / N,
t = ( 335*10^3 * 35*10^-2 + 10^2 * 42*10^2 * 9*10^-1) / 1,5*10^3,
t = (117250 + 378000) / 1,5*10^3,
t = (117,25 + 378) / 1,5 ≈ 330,16 c ≈ 5,5 мин
Напряжённость электрического поля равна отношению силы, действующей на находящийся в поле заряд, к заряду: E = F / q
Значит в нашем случае: E = 3*10^(-4) / 5*10^(-9) = 0,6*10^5 = 6*10^4 В/м (хотя мы делим ньютоны на метры, общепринятой единицей измерения напряжённости поля является вольт на метр, который аналогичен Н/Кл)
Теперь с силой. На заряд в поле, созданном другим зарядом, действует сила Кулона, имеющая следующий вид:
F = k*q1*q2 / r^2, где k - постоянная, равная 8,98*10^9 Н*м^2/Кл^2. Выразим отсюда искомый заряд:
q1 = F*r^2 / k*q2
q1 = 3*10^(-4)*0,1*0,1 / (8,98*10^9*5*10^(-9)) = 3*10^(-6) / 44,9 = 0,067*10^(-6) = 67*10^(-9) Кл