Електрокамін, що має спіраль з ніхромового дроту з площею поперечного перерізу 2, 2 мм2 і завдовжки 11 м, під’єднаний до мережі з напругою 220 В. Визначте кількість теплоти, виділену за 4 год роботи.

Дано:
V1 = 10 л = 10*10^(-3) м^3
t1 = 20 градусов по Цельсию
T1 = 273+20=293 Кельвина
M = 32*10^(-3) кг/моль - молярная масса кислорода
Р1 = 11,3 атм = 11,3*1,01*10^5 Па = 11,4 * 10^(5) Па.

При нормальных условиях:
Т2 = 273 К
Р2 = 1,01*10^5 Па

По уравнению Клапейрона-Менделеева
P1*V1 = m*R*T1 / M
P2*V2 = m*R*T2 / M

Из второго уравнения:
V2 = m*R*T2 /( M*P2)

Из первого уравнения:
m*R/M = (P1*V1) / T1
тогда:

V2 = ((P1*V1) / T1) * T2/P2

Подставляем данные

V2 = 11,4*10^5 *10*10^(-3)/293 * 273/1,1*10^5 = 96,6 * 10^(-3) м^3 или 96,6 литра - такой балон необходим для данной массы кислорода при нормальных условиях

при вытвскивании кубика F1+Fa=Fт

Fт=mg=p2V1g - сила тяжести куба   Fa=gp1(V1+V) - действующая на него сила архимеда, где V - это обьем полости

F1+gp1(V1+V) = p2V1g 

F2+F=Fa 

F2+p2V1g =  gp1(V1+V)

система уравнений: 

 1)F1+gp1(V1+V) = p2V1g  

 2)F2+p2V1g =  gp1(V1+V)

из первого выразим V1:

F1+gp1V1+gp1V=p2V1g

F1+gp1V=V1g( p2-p1)

V1=(F1+gp1V)/g(p2-p1)

подставим во второе:

F2+p2(F1+gp1V)g/g(p2-p1)=gp1(F1+gp1V)/g(p2-p1) +gp1V

 F2+p2(F1+gp1V)/(p2-p1)=p1(F1+gp1V)/(p2-p1) +gp1V |*(p2-p1)

F2(p2-p1) + p2(F1+gp1V)=p1(F1+gp1V)+ gp1V(p2-p1)

F2(p2-p1) + p2F1+gp1p2V=p1F1+gp1p2V+gp1V(p2-p1)

F2(p2-p1)+p2F1-p1F1= gp1p2V+gp1V(p2-p1)-gp1p2V   

F2(p2-p1)+F1(p2-p1)=gp1V(p2-p1) | :(p2-p1)

F2+F1=gp1V 

V=(F1+F2)/gp1=(50+26)/10*1000=0.0076 cм3