Если соединить последовательно два одинаковых электрических нагревателя, то 1 л воды нагревается на 40°С за 7 мин. Определите мощность одного нагревателя, включённого в ту же электросеть. Потерями энергии пренебречь.

При последовательном соединении

I=I1=I2

R=R1+R2

Формула мощности: P = u2/R - для одного

Для цепи необходимо общее сопративление. 2R

P=U2/2R при умножении на 2 двойка сокращается. И получаем u2/R. Ч. Т. Д

1. P = n k T ; V^2 = 3RT / M => T = MV^2 / 3R 

P = n k M V^2 / 3R => n = 3 R P / k M V^2 = 3*8,31*10^4 / 1,38*10^-23*2*10^-3*64*10^4=24,93*10^4 / 176,64*10^-22 = 0,141*10^26 мол-л/м^3

2. n = N / V; N = m / m0; m0 = M / Na

n = p Na / M = 0,13*6*10^23 / 32*10^-3 = 0,0243*10^26 мол-л/м^3

3. Ek=3/2 * k T; V^2= 3RT / M => T = M V^2 / 3R

Ek = 1,5 k M V^2 / 3R = 1,5*1,38*10^-23*32*10^-3*25*10^4 / 3*8,31 = 1656*10^-22 / 24,93 = 66,425*10^-22 Дж

4. P = 2/3 * Ek n = 2*5*10^-23*16*10^25 / 3 = 53,3*10^2 Па

По условиям количество теплоты, выделившееся при сгорании спирта = количеству теплоты, израсходованому на нагревание воды : Q1 = Q2, Q1 =c*m1*(t2 - t1) , Q2=q*m2 . ( c -улельная теплоемкость воды =4200Дж /кг*град, m1 - масса воды=2кг, t1 - начальная температура воды =14град, t2 - конечная температура воды =50град. , q - удельная теплота сгорания спирта =27*10^6Дж /кг, m2 - масса спирта. ) Подставим и выразим m2. c*m1*(t2 - t1) =q*m2 ,

m2 = c*m1*(t2 - t1) / q . m2 = 4200*2*(50 - 14) / 27*10^6 =0,0112кг ( 11,2г)

m2 = 11,2г.