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 jak najszybszą odpowiedz potrzebne na jutro:/
Pozdrawiam
Proszę o jak najszybszą odpowiedz potrzebne na jutro:/
Pozdrawiam
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