Наелектризовану мильну бульбашку роздувають настільки, що її радіус збільшується вдвоє, заряд на бульбашці при цьому не змінюється. Як змінюється енергія заряду? Допомагає чи перешкоджає наявність заряду роздуванню бульбашки?

Наэлектризованные мыльный пузырь раздувают так, что его радиус увеличивается вдвое, заряд на пузырьке при этом не меняется. Как изменяется энергия заряда или препятствует наличие заряда раздуванию пузыря?

R1 = R2 = 10 Ом.

U = 220 В.

m1 = 1 кг.

m2 = 300 г = 0,3 кг.

T = 37 с.

t2 = 100 °С.

С1 = 4200 Дж/кг *°С.

С2 = 900 Дж/кг *°С.

t1 - ?

При параллельном соединение спиралей общее их сопротивление R найдём по формуле: R = R1 *R2/(R1 + R2).

R = 10 Ом *10 Ом/(10 Ом + 10 Ом) = 5 Ом.

Согласно закону Джоуля-Ленца, в плитке выделяется количество теплоты Q = U2 *T/R.

Это количество теплоты Q идёт на нагревание воды от t1  до температуры кипения t2.

Q = C1 *m1 *(t2 - t1) + C2 *m2 *(t2 - t1) = C1 *m1 *t2 - C1 *m1 *t1 + C2 *m2 *t2 - C2 *m2 *t1.

U2 *T/R = C1 *m1 *t2 - C1 *m1 *t1 + C2 *m2 *t2 - C2 *m2 *t1.

C1 *m1 *t1 + C2 *m2 *t1 = C1 *m1 *t2 + C2 *m2 *t2 - U2 *T/R.

t1 = (C1 *m1 *t2 + C2 *m2 *t2 - U2 *T/R) /(C1 *m1 + C2 *m2).  

t1 = (4200 Дж/кг *°С *1 кг *100 °С+ 900 Дж/кг *°С *0,3 кг *100 °С - (220 В)2 *37 с/5 Ом) /(4200 Дж/кг *°С *1 кг + 900 Дж/кг *°С *0,3 кг) = 19,8 °С.

ответ: начальная температура воды составляла t1 = 19,8 °С.

Объяснение:

ответ:ано:

m1 = 500 грамм = 0,5 килограмм - масса воды;

t0 = 15° градусов по Цельсию - начальная температура воды;

m2 = 75 грамм = 0,075 килограмм - масса водяного пара;

t1 = 100° градусов по Цельсию - температура водяного пара;

c = 4200 Дж/(кг*С) - удельная теплоемкость воды;

q = 2,3 * 105 Дж/кг - удельная теплота парообразования воды.

Требуется определить t (градус Цельсия) - конечную температуру смеси.

Энергия, которая потребуется на нагрев воды, будет равна сумме энергии, которая выделится при охлаждении водного пара и при охлаждении получившейся воды до температуры смеси, то есть:

Q1 = Q2 + Q2;

c * m1 * (t - t0) = q * m2 + c * m2 * (t1 - t);

c * m1 * t - c * m1 * t0 = q * m2 + c * m2 * t1 - c * m2 * t;

c * m1 * t + c * m2 * t = q * m2 + c * m2 * t1 + c * m1 * t0;

t * c * (m1 + m2) = q * m2 + c * m2 * t1 + c * m1 * t0;

t = (q * m2 + c * m2 * t1 + c * m1 * t0) / (c * (m1 + m2));

t = (230000 * 0,075 + 4200 * 0,075 * 100 + 4200 * 0,5 * 15) / (4200 * (0,5 + 0,075));

t = (17250 + 31500 + 31500) / (4200 * 0,575);

t = 80250 / 2415 = 33,2 ° градуса Цельсия.

ответ: температура смеси будет равна 33,2° градуса по шкале Цельсия.

Объяснение: