Какова доля энергии, которую лампочка накаливания мощностью 75Вт, погруженная в прозрачный калориметр с 0,5 л воды, теряет в виде излучения наружу, если за 2,25 минуты вода в калориметре нагрелась на 4,5°C?
Физика 9 класс Тепловые явления энергия лампочки мощность 75Вт калориметр нагрев воды температура излучение физика 9 класс
Чтобы найти долю энергии, которую лампочка теряет в виде излучения наружу, нам нужно сначала рассчитать, сколько энергии передала лампочка воде в калориметре, и затем сравнить это с общей энергией, которую лампочка выработала за это время.
Шаг 1: Рассчитаем количество энергии, переданное воде.
Для этого используем формулу:
Q = mcΔT
Объем воды V = 0,5 л = 0,5 * 10^-3 м³. Плотность воды ρ = 1000 кг/м³.
Теперь рассчитаем массу воды:
m = 0,5 * 10^-3 м³ * 1000 кг/м³ = 0,5 кг.
Теперь подставим значения в формулу:
Q = 0,5 кг * 4200 Дж/(кг·°C) * 4,5°C = 0,5 * 4200 * 4,5 = 9450 Дж.
Шаг 2: Рассчитаем общее количество энергии, выработанной лампочкой.
Лампочка мощностью 75 Вт работает в течение 2,25 минут. Сначала переведем время в секунды:
2,25 минут = 2,25 * 60 секунд = 135 секунд.
Теперь рассчитаем общую энергию, выработанную лампочкой:
Энергия = мощность * время = 75 Вт * 135 с = 10125 Дж.
Шаг 3: Рассчитаем долю энергии, потерянной лампочкой в виде излучения.
Теперь мы можем найти долю энергии, которую лампочка теряет:
Энергия, потерянная в виде излучения = Общая энергия - Энергия, переданная воде.
Энергия, потерянная в виде излучения = 10125 Дж - 9450 Дж = 675 Дж.
Шаг 4: Рассчитаем долю энергии в процентах.
Доля энергии, потерянной в виде излучения = (Энергия, потерянная в виде излучения / Общая энергия) * 100%.
Доля энергии = (675 Дж / 10125 Дж) * 100% ≈ 6,67%.
Ответ: Лампочка теряет около 6,67% своей энергии в виде излучения наружу.