Визначити масу алюмінію, що нагрівається на 40°С, отримавши кількість теплоти 27, 6 кДж

Дано:

Δt = 40 °C;

Q = 27.6 кДж = 27600 Дж;

c = 920 Дж / (кг * °C) - удельная теплоемкость алюминия;

m - ?

Q = c * m * Δt;

m = Q / (c * Δt) = 27600 / (920 * 40) = 27600 / 36800 = 0.75 кг;

ответ: 0.75 кг.

Водяная баня - это кастрюлька, в которой находится кастрюлька поменьше, которая не касается дна большой. На водяной бане обычно заваривают травы. Траву кладут в маленькую кастрюльку, заливают ее нужным количеством кипятка, пространство между кастрюльками тоже заливают кипятком и ставят на плиту. Температура дна большой кастрюли очень высокая. Вода в ней постоянно получает тепло и бурлит. А вода в маленькой кастрюле хоть и получает тепло от бурлящей воды, просто не остывает. Она не кипит, не бурлит. Трава или крем не нагреваются выше 100°С, не теряют полезные свойства. Бурлящая вода и вода в маленькой кастрюльке обе имеют температуру 100°С и энергией обмениваться не могут.

Без водяной бани трава или крем на дне соприкасались бы с сильно нагретым дном и разрушались.

Даже кашу детям принято варить на водяной бане, чтобы молоко не нагревалось выше 100°С.

Дано:

С₁, С₂, С₃ = С

W₁/W₂ - ?

Формула энергии электрического поля:

W = q²/(2C)

На участке между конденсатором 1 и параллельно соединёнными конденсаторами 2, 3 происходит движение зарядов - ток. Этот ток проходит через узел, после которого течёт по двум направлениям. Так как конденсаторы 2 и 3 имеют одинаковую ёмкость, то ток, входящий в узел, раздваивается. То есть по каждому из двух направлений идёт ток силой, равной половине исходной. Что такое сила тока? Это отношение заряда ко времени:

I = q/t

Формула энергии электрического поля не содержит силу тока, потому что она отражает следствие (накопленный заряд), а не причину (процесс перетекания заряда, то есть ток). Выразим q:

q = I*t

Теперь обозначим заряд на обкладках конденсатора 1 как q₁, на обкладках конденсаторов 2 и 3 - как q₂, q₃. Учитывая то, что процессы перетекания происходят за одно и то же время t, а также учитывая выше сказанное про узел, получаем:

q₁ = I*t

q₂ = (I/2)*t = (I*t)/2

q₃ = (I/2)*t = (I*t)/2

То есть, выходит, что:

q₂ = q₃ = q₁/2

Теперь подставим заряды в формулу энергии электрического поля, учтём равенство емкостей конденсаторов 1 и 2 (C₁ = C₂ = C):

W₁ = q₁²/(2C)

W₂ = q₂²/(2C) = (q₁/2)²/(2C) = (q₁²/4)/(2С) = (q₁²/(2С)) / 4

ответ очевиден:

W₁/W₂ = (q₁²/(2C)) : (q₁²/(2С)) / 4 = (q₁²/(2C)) * 4 / (q₁²/(2С)) = 4

ответ: в 4 раза.