В аквариуме вода подогревается электрической лампой мощностью 40 Вт. Какова будет температура воды через 1 час, если объем составляет 10 литров и коэффициент полезного действия равен 25%?

Физика 8 класс Тепловые явления аквариум подогрев воды электрическая лампа мощность 40 Вт температура воды объем 10 литров коэффициент полезного действия 25% Новый

Чтобы рассчитать, насколько поднимется температура воды в аквариуме, необходимо выполнить несколько шагов. Давайте разберем их по порядку.

1. Определим, сколько энергии выделит лампа за 1 час.

Мощность лампы составляет 40 Вт, что означает, что она потребляет 40 джоулей энергии в секунду. Чтобы найти общее количество энергии за 1 час, нужно умножить мощность на количество секунд в часе (1 час = 3600 секунд):

Энергия = Мощность * Время = 40 Вт * 3600 с = 144000 Дж.

2. Учитываем коэффициент полезного действия (КПД).

КПД равен 25%, что означает, что только 25% от всей выделенной энергии используется для нагрева воды. Найдем эффективную энергию:

Эффективная энергия = Энергия * КПД = 144000 Дж * 0.25 = 36000 Дж.

3. Рассчитаем, насколько поднимется температура воды.

Для этого используем формулу:

Q = mcΔT, где:

• Q – количество теплоты (в нашем случае 36000 Дж);
• m – масса воды (в кг);
• c – удельная теплоемкость воды (около 4200 Дж/(кг·°C));
• ΔT – изменение температуры (в °C).

Так как объем воды составляет 10 литров, а 1 литр воды имеет массу 1 кг, то масса воды m = 10 кг.

4. Подставим известные значения в формулу и найдем ΔT.

36000 Дж = 10 кг * 4200 Дж/(кг·°C) * ΔT.

Теперь решим уравнение для ΔT:

ΔT = 36000 Дж / (10 кг * 4200 Дж/(кг·°C)) = 36000 / 42000 = 0.8571 °C.

5. Итак, температура воды поднимется на 0.8571 °C.

Таким образом, если изначальная температура воды была, например, 20 °C, то через 1 час она станет приблизительно 20.8571 °C.