Необходимо изготовить электрический кипятильник, с которого можно нагреть 2 л воды от 20 0с до кипения за 10 минут. каким должно быть сопротивление спирали, если она включается в сеть с напряжением 220 в? потерями тепла пренебречь.

На нагревание требуется энергия q=c*m*(t2-t1)=4200*2*80=672000 дж мощность паяльника должна быть p=q/t=672000/600=1120 вт так как p=u^2/r,   r=u^2/p=220^2/1120=43,2 ом

Вданной нужно рассмотреть два случая: 1. точка в – точка опоры. тогда на стержень действуют силы: в точке с – сила тяжести груза, направленная вниз; в точке d (середина стержня) – сила тяжести стержня, направленная вниз; в точке а – сила f, направленная вверх. найдем плечи и моменты сил: a. сила тяжести груза – плечо l1 = вс = 80 см; м1 = mгgl1 b. сила тяжести стержня – плечо l2 = bd = ½ вс = 40 см; м2 = mcgl2 c. сила воздействия стены на стержень в точке а = плечо l3 = ва = вс – ас = 20 см; м3 = - fl3 правило моментов: mrgl1 + mcgl2 – fl3 = 0 f=mrgl1+mcgl2/l3; f=36×10×80+6×10×40/20=1560h 2. точка а – точка опоры. на стержень действуют силы: в точке с – сила тяжести груза, направленная вниз; в точке d – сила тяжести стержня, направленная вниз; в точке в - сила f, действующая на стержень со стороны стены, направленная вниз. найдем плечи и моменты сил: a. сила тяжести груза – плечо l1 = ас = 60 см; м1 = mгgl1 b. сила тяжести стержня – плечо l2 = ad = 20 см; м2 = mcgl2 c. сила действия стены на стержень в точке в – плечо l3 = ав = 20 см; м3 = - fl3 правило моментов: mrgl1 + mcgl2 – fl3 = 0 f=mrgl1+mcgl2/l3; f=36×10×60+6×10×20/20=1140h

Ответ: а)  нагревание гвоздя при забивании его в доску - над гвоздем совершается механическая работа против силы трения, которая увеличивает его внутреннюю энергию. б) нет - увеличение внутренней энергии металлической ложки в горячей воде происходит за счет теплопередачи; в) нет - работа по расширению газа затрачена на увеличение механической (кинетической) энергии пробки (работой против силы трения, которая в данном случае незначительно увеличивает внутренню энергию пробки, можно пренебречь); г) нет -  увеличение внутренней энергии  тающего льда  происходит за счет теплопередачи.