При изобарном расширение после передачи 4×10⁷ Дж теплоты, объем газа увеличился на 2 м³. Определите изменение внутренней энергии газа? Газ нагрелся или его температура понизилась? Давление газа 6×10⁵ Па

Дано:
m = 1 кг
P = 900 Вт
t = 7 мин = 420 с
t1 = 3 мин = 180 с
Т1 = 20°С
Т2 = 100°С
с = 4200 Дж/кг°С
L = 2,3 МДж/кг
Найти:
1) ŋ - ?
2) (m воды = m - m пара) -?
Решение:
1) ŋ = А полезная/А затраченная × 100%
А полезная = Q = ∆T × m × c
А затраченная = P × t
ŋ = ∆T × m × c/P × t × 100%
ŋ = (80°С × 1 кг × 4200 Дж/кг°С)/(900 Вт × 420 с) × 100% ≈ 89%
2) m воды = m - m пара
ŋ = А полезная/А затраченная × 100%
А полезная = L × m пара
А затраченная = P × t1
ŋ = L × m пара/P × t1 × 100%
m пара = (P × t1× ŋ)/L × 100%
m пара = (900 Вт × 180 с × 89%)/(2 300 000 Дж/кг × 100%) ≈ 0,063 кг
m воды = 1 кг - 0,063 кг = 0,937 кг

R2 = R1.

I2 = 2* I1.

t2 = 2 * t1.

Q2 / Q1 - ?

Согласно закону Джоуля-Ленца количество теплоты Q, которое выделяется в проводнике по которому протекает электрический ток, определяется формулой: Q = I^2 * R * t, где I - сила тока в проводнике, R - сопротивление проводника, t - время протекания тока в проводнике.

Q1 = I1^2 * R1 * t1.

Q2 = I2^2 * R2 * t2 = (2* I1)^2 * R1 * 2 * t1 = 8 * I1^2 * R1 * t1.

Q2 / Q1 = 8 * I1^2 * R1 * t1 / I1^2 * R1 * t1 = 8.

ответ: количество теплоты увеличится в 8 раз: Q2 / Q1 = 8.