Шкив радиусом 30 см имеет частоту вращения 20 гц. Определите период обращения, угловую скорость шкива

Модель представляет собой демонстрацию, иллюстрирующую превращение одного вида механической энергии в другой. на примере мяча, с некоторой высоты, демонстрируется превращение потенциальной энергии в кинетическую, а также превращение кинетической энергии в энергию деформации. силы трения не учитываются. сумма кинетической и потенциальной энергии тел, составляющих замкнутую систему и взаимодействующих между собой посредством сил тяготения и сил , остается неизменной. это утверждение выражает  закон сохранения энергии в механических процессах. сумму  e  =  ek  +  ep  называютполной механической энергией. закон сохранения механической энергии выполняется только тогда, когда тела в замкнутой системе взаимодействуют между собой консервативными силами. при любых взаимодействиях энергия не возникает и не исчезает. она лишьпревращается из одной формы в другую. если между телами, составляющими замкнутую систему, действуют силы трения (неконсервативные силы), то механическая энергия не сохраняется. часть механической энергии превращается во внутреннюю энергию тел (нагревание).

Дано:

R = 160 Ом

Т1 = 20°С

Т2 = 100°С

U = 220 В

t = 20 мин

КПД = 70%

L = 2256 кДж/кг (табличное значение удельной теплоты парообразования)

с = 4,2 кДж/кг*°С (табличное значение удельной теплоёмкости воды)

М воды - ?

Решение

Количество теплоты, выделяемое кипятильником за интервал времени 20 минут = 20*60 = 1200 секунд, равно Q = U²*Δt/R = 220²*1200/160 = 363 кДж.

Количество полезной теплоты, которая пошла на нагревание воды, равно 363*0,7 = 254,1 кДж. Оно потрачено на нагревание воды и её парообразование:

Q1 = с*Мводы*ΔТ + Мводы*L = 254,1 кДж, откуда Mводы = 254,1/(4,2*(100 - 20) + 2256) = 0,098 кг.