Объяснение:
Дано:
m(в-ва)= 450 г= 0,45 кг
m(в)= 200 г= 0,2 кг
t1=23°С ; t2= 30°С; T = 100°С
C-?
По условию теплоемкостью калориметра можно пренебречь, тогда после установления теплового равновесия при изменении температур вода получила определенное количество тепла, а вещество потеряло это же количество тепла. Отсюда имеем уравнение теплового баланса
Сm(в)(t2-t1)=Cm(в-ва)(T-t2) где С= 4200Дж/кг*С удельная теплоемкость воды.
Удельная теплоемкость равна:
С(в-ва)=Сm(в)(t2-t1)/m(в-ва)(T-t2) = 4200*0,2(30-23)/0,45(100-30)= 5880/31,5 ≈ 187Дж/кг*С
Количество теплоты, выделяемое при прохождении электрического тока вычисляется по формуле
Q = U²·t/R
Напряжение U в сети и при параллельном, и при последовательном соединении одинаково.
Пусть Q₁ =U²·t₁/R₁ - количество теплоты, выделяемое при параллельном соединении,
Q₂ =U²·t₂/R₂ - количество теплоты, выделяемое при последовательном соединении.
При параллельном соединении одинаковых спиралей, каждая из которых имеет сопротивление R, сопротивление цепи равно R₁ = R·R/(R + R) = 0,5R
При последовательном соединении одинаковых спиралей, каждая из которых имеет сопротивление R, сопротивление цепи равно R₂ = R + R = 2R
По условию количества теплоты должны быть одинаковы
U²·t₁/R₁ = U²·t₂/R₂
или
t₁/R₁ = t₂/R₂
подствим R₁ и R₂
t₁/0,5R = t₂/2R
t₁ = 4t₂
Получилось, что при последовательном соединении время нагрева в 4 раза больше, чем при параллельном.
Из условия не ясно, при каком соединении время равно 20минутам.
Пусть t₁ = 20мин, тогда t₂ = 5мин,
если же t₂ = 20мин, тогда t₁ = 80мин
ответ: 1)если время нагревания при последовательном соединении равно 20мин, то время нагревания при параллельном соединении рано 80мин = 1час20мин.
2) если время нагревания при параллельном соединении равно 20мин, то время нагревания при последовательном соединении рано 5мин.
