Ile wynosi moc prądu w spirali oporowej, która przy zetknięciu z kawałkami lodu o masie 100g i temperaturze 0°C, znajdującym się w kalorymetrze, w czasie 2 min stopi go, a w powstałą z lodu wodę ogrzeje do temperatury 20°C?

Proszę o szybkie rozwiązanie...

2

Odpowiedzi

2010-01-05T20:21:50+01:00
M = 100g = 0,1 kg
T = 0 C
t = 120s
ΔT = 20 C

Q1 - cieplo potrzebne na stopienie lodu
Q2 - cieplo potrzebne do ogrzania wody

Q1 = L x m
L = 335 000 J/kg
Q1 = 335 000 J/kg x 0,1 kg = 33500 J
Q2 = cmΔt
c = 4200 J/kg x C
Q2 = 4200 J/kgxC x 0,1 kg x 20 C = 8 400 J

Q = Q1 + Q2
Q = 33 500J + 8400 J = 41 900 J

P = W/t
P = Q/t
P = 41900 / 120 = 349,1(6) W

Moc prądu w tej spirali wynosi 349,1(6) W.
1 5 1
2010-01-05T20:37:23+01:00
Dane:
m = 100g = 0,1 kg
T₁ = 0⁰C
T₂ = 20 ⁰C
t = 2 min = 120s
Ciepło właściwe wody Cw=4200[J/kg×⁰C]
Ciepło topnienia lodu Ct = 334000 [J/kg]

Rozw.
Praca prądu elektrycznego (równa energii elektrycznej) w tym zadaniu równa jest ciepłu potrzebnemu do stopienia lodu plus ciepłu potrzebnemu do podgrzania wody(która powstanie z lodu) do temp. 20⁰C czyli
W = Q₁ +Q₂
Q₁ = m×Ct - ciepło potrzebne do stopienia
Q₂ = m×Cw×ΔT - ciepło potrzebne do ogrzania wody
ΔT = T₂ - T₁
Podstawiając do wzoru pierwszego mamy
W = m × Ct + m × Cw × (T₂ - T₁)
ale z kolei
W = P×t
więc
P×t = m × Ct + m × Cw × (T₂ - T₁)
z tego
P = m × Ct + m × Cw × (T₂ - T₁) / t
P = [m (Ct + Cw (T₂ - T₁)] / t
czyli
P = [0,1 kg (334000 [J/kg] + 4200[J/kg×⁰C]× 20⁰C)] / 120 s = 348,3 W



1 5 1