Ещё одну такую же лампу ученик поместил в сосуд с водой. Объём воды в сосуде 50 мл. На сколько градусов нагреется вода в сосуде за 2 минуты работы лампочки при напряжении на ней, равном 3B? Считайте, что 60% энергии, выделяемой лампой, тратится на нагрев воды. Удельная теплоёмкость воды равна 4.2×10³ Дж/(кг×C°), плотность воды 10³ кг/м³. Ответ округление до десятых

Для начала найдем мощность лампочки:

P = U^2 / R,

где U = 3B - напряжение на лампочке.

R = U^2 / P = 3^2 / 60 = 0.15 Ом.

Теперь найдем количество выделяемой энергии за 2 минуты:

Q = P * t = 0.15 * 120 = 18 Дж.

Тепло, переданное воде:

Q_вода = 0.6 * Q = 0.6 * 18 = 10.8 Дж.

Тепло, полученное водой:

Q_вода = m * c * ΔT,

где m - масса воды, c - удельная теплоемкость воды, ΔT - изменение температуры.

m = V * ρ = 0.05 * 10^3 = 50 г = 0.05 кг.

ΔT = Q_вода / (m * c) = 10.8 / (0.05 * 4.2 * 10^3) = 5.14 °C.

Ответ: вода нагреется на 5.1 °C.