Какова будет масса воды в банке после выключения кипятильника, если его сопротивление составляет 140 Ом, напряжение

Тема занятия: Расчет теплового эффекта

Разъяснение: Для расчета теплового эффекта необходимо использовать формулу Q = I^2Rt, где Q - тепловой эффект (в джоулях), I - сила тока (в амперах), R - сопротивление (в омах), t - время (в секундах). В данном случае, чтобы найти тепловой эффект, нужно вначале найти силу тока, применив закон Ома: I = U / R, где U - напряжение (в вольтах). Затем, используя найденное значение силы тока, можем применить формулу Q = I^2Rt для расчета теплового эффекта. После этого, найденный тепловой эффект можно преобразовать в массу воды, зная, что каждый тепловой эквивалент воды равен 4.18 Дж/градус Цельсия. Массу воды можно найти, используя формулу m = Q / (cΔT), где m - масса воды (в граммах), c - теплоемкость воды (в Дж/градус Цельсия), ΔT - изменение температуры (в градусах Цельсия).

Например: Дано: R = 140 Ом, U = 220 В, V = 3,0 л, t = 1,0 час, ΔT = Т - Т0 = 100 градусов (температура кипения - начальная температура). Сначала найдем силу тока I = U / R = 220 В / 140 Ом = 1.571 А. Затем вычислим тепловой эффект Q = I^2Rt = (1.571 А)^2 * 140 Ом * 3600 сек = 3204902 Дж. И, наконец, можно найти массу воды, используя формулу m = Q / (cΔT) = 3204902 Дж / (4.18 Дж/градус Цельсия * 100 градусов) = 76789 г = 76.789 кг.

Совет: Для лучшего понимания концепции теплового эффекта, рекомендуется изучить основные принципы закона Ома, формулы для вычисления теплового эффекта и теплоемкости различных веществ. Также полезно понимать единицы измерения, используемые в этих формулах, и их взаимное соотношение.

Дополнительное задание: Какой тепловой эффект произойдет, если электрический нагреватель с сопротивлением 50 Ом и подключенным напряжением 220 В будет использоваться в течение 30 секунд? (Потерями энергии можно пренебречь)