Как изменилась температура воды в калориметре, если двигатель мощностью 75 Вт вращает лопасти винта в течение 5 минут, нагревая 5 литров воды?

Физика 9 класс Термодинамика температура воды калориметр мощность двигателя 75 Вт нагрев воды 5 литров время 5 минут физика теплообмен расчет температуры Новый

Чтобы определить, как изменилась температура воды в калориметре, нам нужно выполнить несколько шагов, используя формулы для расчета работы и количества теплоты.

1. Определим работу, выполненную двигателем.

• Работа (A) рассчитывается по формуле: A = P * t, где P - мощность, t - время.
• В данном случае мощность P = 75 Вт, а время t = 5 минут. Сначала переведем время в секунды: 5 минут = 5 * 60 = 300 секунд.
• Теперь подставим значения в формулу: A = 75 Вт * 300 с = 22500 Дж.

2. Определим количество теплоты, переданное воде.

• Количество теплоты (Q), переданное воде, равно работе, выполненной двигателем: Q = A = 22500 Дж.

3. Рассчитаем изменение температуры воды.

• Для этого используем формулу: Q = mcΔT, где m - масса воды, c - удельная теплоемкость воды, ΔT - изменение температуры.
• Масса воды m = 5 литров = 5 кг (так как 1 литр воды имеет массу примерно 1 кг).
• Удельная теплоемкость воды c = 4200 Дж/(кг·°C).
• Теперь подставим известные значения в формулу: 22500 Дж = 5 кг * 4200 Дж/(кг·°C) * ΔT.

4. Решим уравнение для ΔT:

• 22500 = 5 * 4200 * ΔT.
• 22500 = 21000 * ΔT.
• ΔT = 22500 / 21000 ≈ 1.07 °C.

Таким образом, температура воды в калориметре увеличилась примерно на 1.07 °C.