Задания
Версия для печати и копирования в MS Word
Тип 6 № 10
i

Два на­гре­ва­те­ля со­еди­не­ны па­рал­лель­но и под­клю­че­ны к элек­три­че­ской сети с на­пря­же­ни­ем 220 В. Пер­вый на­гре­ва­тель, име­ю­щий со­про­тив­ле­ние 200 Ом, помещён в сосуд с 1 кг льда при тем­пе­ра­ту­ре 0 °С. Вто­рой на­гре­ва­тель с со­про­тив­ле­ни­ем 100 Ом помещён в сосуд с 2 кг воды при 0 °С. На­гре­ва­те­ли од­но­вре­мен­но вклю­ча­ют. Всё вы­де­ля­е­мое ими ко­ли­че­ство теп­ло­ты идёт на на­гре­ва­ние воды.

1)  За­пи­ши­те фор­му­лу для вы­чис­ле­ния мощ­но­сти, ко­то­рую вы­де­ля­ет вто­рой на­гре­ва­тель. Чему равна эта мощ­ность?

2)  За­пи­ши­те фор­му­лу для вы­чис­ле­ния вре­ме­ни, ко­то­рое по­тре­бу­ет­ся, чтобы до­ве­сти воду во вто­ром со­су­де до ки­пе­ния. Чему равно это время? Удель­ная теплоёмкость воды c  =  4200 Дж/(кг · °C).

3)  За­пи­ши­те фор­му­лу для вы­чис­ле­ния вре­ме­ни, ко­то­рое по­тре­бу­ет­ся, чтобы до­ве­сти до ки­пе­ния со­дер­жи­мое пер­во­го со­су­да. Во сколь­ко раз это время пре­вы­ша­ет время за­ки­па­ния воды во вто­ром со­су­де? Удель­ная теп­ло­та плав­ле­ния льда λ  =  330 000 Дж/кг.

На­пи­ши­те пол­ное ре­ше­ние этой за­да­чи.

Спрятать решение

Ре­ше­ние.

1.  Найдём мощ­ность вто­ро­го на­гре­ва­те­ля:

P_2= дробь: чис­ли­тель: U в квад­ра­те , зна­ме­на­тель: R_2 конец дроби =484Вт.

2.  Ко­ли­че­ство теп­ло­ты, ко­то­рое тре­бу­ет­ся для на­гре­ва­ния воды до тем­пе­ра­ту­ры ки­пе­ния во вто­ром со­су­де:

Q_2=c m_2 левая круг­лая скоб­ка t_\text кип минус t_0 пра­вая круг­лая скоб­ка .

Время до за­ки­па­ния воды во вто­ром со­су­де

\tau_2= дробь: чис­ли­тель: Q_2, зна­ме­на­тель: P_2 конец дроби = дробь: чис­ли­тель: cm_2 R_2 левая круг­лая скоб­ка t_кип минус t_0 пра­вая круг­лая скоб­ка , зна­ме­на­тель: U в квад­ра­те конец дроби \approx 1736с \approx 29мин.

3.  Найдём мощ­ность пер­во­го на­гре­ва­те­ля: P_1= дробь: чис­ли­тель: U в квад­ра­те , зна­ме­на­тель: R_1 конец дроби . Ко­ли­че­ство теп­ло­ты, ко­то­рое тре­бу­ет­ся для плав­ле­ния льда и на­гре­ва­ния воды до тем­пе­ра­ту­ры ки­пе­ния в пер­вом со­су­де:

Q_1=\lambda m_1 плюс c m_1 левая круг­лая скоб­ка t_кип минус t_0 пра­вая круг­лая скоб­ка .

Время до за­ки­па­ния воды в пер­вом со­су­де

\tau_1= дробь: чис­ли­тель: Q_1, зна­ме­на­тель: P_1 конец дроби = дробь: чис­ли­тель: левая круг­лая скоб­ка \lambda m_1 плюс c m_1 левая круг­лая скоб­ка t_кип минус t_0 пра­вая круг­лая скоб­ка пра­вая круг­лая скоб­ка R_1, зна­ме­на­тель: U в квад­ра­те конец дроби \approx 3099с \approx 52мин.

Оно пре­вы­ша­ет время за­ки­па­ния воды во вто­ром со­су­де в  дробь: чис­ли­тель: \tau_1, зна­ме­на­тель: \tau_2 конец дроби \approx 1,8раза.

 

Ответ: 1) 484 Вт; 2) 29 мин; 3) в 1,8 раза.

Спрятать критерии
Критерии проверки:

№ во­про­саКри­те­рии оце­ни­ва­ния вы­пол­не­ния за­да­нияБаллы
1При­ве­де­ны пра­виль­ные рас­суж­де­ния, не­об­хо­ди­мые для от­ве­та на пер­вый во­прос за­да­чи (пра­виль­но за­пи­са­ны фи­зи­че­ские за­ко­ны и фор­му­лы; про­ве­де­ны нуж­ные ма­те­ма­ти­че­ские пре­об­ра­зо­ва­ния), и по­лу­чен вер­ный чис­лен­ный ответ1
2При­ве­де­ны пра­виль­ные рас­суж­де­ния, не­об­хо­ди­мые для от­ве­та на вто­рой во­прос за­да­чи (пра­виль­но за­пи­са­ны фи­зи­че­ские за­ко­ны и фор­му­лы; про­ве­де­ны нуж­ные ма­те­ма­ти­че­ские пре­об­ра­зо­ва­ния), и по­лу­чен вер­ный чис­лен­ный ответ1
3При­ве­де­ны пра­виль­ные рас­суж­де­ния, не­об­хо­ди­мые для от­ве­та на тре­тий во­прос за­да­чи (пра­виль­но за­пи­са­ны фи­зи­че­ские за­ко­ны и фор­му­лы; про­ве­де­ны нуж­ные ма­те­ма­ти­че­ские пре­об­ра­зо­ва­ния) 1
По­лу­чен вер­ный чис­лен­ный ответ на тре­тий во­прос за­да­чи1
Мак­си­маль­ный балл4
Источник: Де­мон­стра­ци­он­ная вер­сия ВПР по фи­зи­ке 8 класс 2023 года. Про­филь­ный уро­вень