Question

Эксперимент по нагреванию воды. Три ученика Вова, Миша и Петя выполняют следующий эксперимент. Они наливают в алюминиевые сосуды (от школьного калориметра) с термометрами по 80 граммов охлажденной воды и ставят сосуды на нагреватели мощностью по 40 Ватт каждый. Как только температура воды становится равной 40 градусам, включают секундомеры и определяют время, за которое вода нагреется до 50 градусов. Найденные времена - такие: 1) у Вовы получилось – 1минута 20 секунд; 2) у Миши – 1 минута 24 секунды; 3) у Петя – 1 минута 28 секунд. Кто из учеников получил наиболее достоверный результат? Удельная теплоемкость воды 4200 Дж/кг град.

Answer 1

Дано:  
- масса воды m = 80 г = 0,08 кг.  
- удельная теплоемкость воды c = 4200 Дж/(кг·°C).  
- начальная температура T1 = 40 °C.  
- конечная температура T2 = 50 °C.  
- мощность нагревателя P = 40 Вт.

Найти:  
время, необходимое для нагрева воды от 40 °C до 50 °C.

Решение:

1) Для определения времени нагрева используем формулу для количества теплоты:
Q = m * c * (T2 - T1).

2) Подставим известные значения:
Q = 0,08 кг * 4200 Дж/(кг·°C) * (50 °C - 40 °C) = 0,08 * 4200 * 10 = 3360 Дж.

3) Теперь найдем время t, необходимое для передачи этого количества теплоты с помощью мощности нагревателя:
t = Q / P.

4) Подставим найденное значение Q и мощность P:
t = 3360 Дж / 40 Вт = 84 секунды.

5) Преобразуем это время в минуты:
t = 84 секунды = 1 минута 24 секунды.

Сравнение результатов учеников:
1) Вова – 1 минута 20 секунд.
2) Миша – 1 минута 24 секунды.
3) Петя – 1 минута 28 секунд.

Наиболее достоверный результат получает Миша, так как его время (1 минута 24 секунды) совпадает с расчетным временем (1 минута 24 секунды).

Ответ:  
Наиболее достоверный результат получил Миша.