Найдите силу тока, проходящего через нагревательный элемент электро чайника вместимостью 2,2 литра, вода в нем нагревается от 20 градусов Цельсия до кипения за 32 минуты; подводимое напряжение 220В, КПД установки 70%.

данные: m1 (масса болта) = 0,3 кг; m2 (масса сосуда) = 0,2 кг; m3 (масса воды) = 1,2 кг; t1 (нач. температура сосуда и воды) = 15 ºс; tу (установившаяся температура) = 32 с.

постоянные: c1 (теплоемкость стали) = 500 дж/(кг*к); с2 (теплоемкость меди) = 400 дж/(кг*к); с3 (теплоемкость воды) = 4200 дж/(кг*к).

решение: c1 * m1 * (t2 - tу) = (с2 * m2 + c3 * m3) * (tу - t1).

t2 = (с2 * m2 + c3 * m3) * (tу - t1) / (c1 * m1) + t2.

t2 = (400 * 0,2 + 4200 * 1,2) * (32 - 15) / (500 * 0,3) + 32 = 612,27 ºс.

небольшое дополнение к условию — автор имел в виду, что камень бросается с земли, а не с какой-то высоты, как кто-нибудь мог бы подумать, и возвращается через 2 секунды также на землю. в противном случае, решить не представлялось бы возможным.

сначала разберемся с перемещением камня r⃗ . перемещение — это вектор, проведенный из начального положения тела в конечное. поскольку камень бросили вертикально вверх, и он вернулся в то же место, откуда его бросали, значит вектор перемещения равен нулевому вектору, а длина вектора перемещения (его модуль) равна нулю.

r⃗ =0⃗ ⇒|r⃗ |=0

путь — это скалярная величина, равная длине траектории, которое прошло тело. очевидно, что в данном случае путь равен удвоенной максимальной высоте подъема камня. осталось только найти последнюю.

s=2h(1)

если камень находился в воздухе 2 секунды, то падал обратно на землю ровно половину этого времени, то есть одну секунду.

tпад=t2(2)

поскольку камень с максимальной высоты будет падать уже без начальной скорости, то эту высоту можно найти по следующей формуле.

h=gt2пад2(3)

подставим (2) в (3), полученное выражение подставим в (1).

h=g2t24=gt28⇒s=2h=gt24

s=gt24

подставим полное время полета и получим численный ответ к первому вопросу .

s=10⋅224=10м