2014 dxdy logo

Научный форум dxdy

Математика, Физика, Computer Science, Machine Learning, LaTeX, Механика и Техника, Химия,
Биология и Медицина, Экономика и Финансовая Математика, Гуманитарные науки




Начать новую тему Ответить на тему
 
 Задача а тепловые явления
Сообщение12.05.2013, 20:59 
Заслуженный участник
Аватара пользователя


22/06/12
2129
/dev/zero
Добрый, кхм, вечер, товарищи физики.

Я наткнулся на такую вот задачу:

Электроплитка имеет две спирали с различными сопротивлениями. Литр воды нагревается на $10^o C$ за время 6 мин. при подключении только первой спирали и в 2 раза дольше при подключении только второй спирали. Спирали подключают, последовательно соединив, расплавляют 1 кг льда и нагревают образовавшуюся воду до температуры $+10^{o}C$. Какова начальная температура льда, если полное время работы плитки равно 3 часа. Удельная теплоемкость льда $ C_1 = 2100 \frac{J}{kg \cdot K}$, удельная теплоемкость воды $ C_2 = 4200 \frac{J}{kg \cdot K}$, удельная теплота плавления льда $\lambda = 3,4\cdot10^5 \frac{J}{kg}$.

Я пытался её решить, но ответ упорно не хотел получаться таким, каким он был на самом деле.
Процесс решения у меня выглядит так:

1. $ Q = C_2 \cdot m \cdot \delta T = I^2 \cdot R_1 \cdot t_1$
$ Q = C_2 \cdot m \cdot \delta T = I^2 \cdot R_2 \cdot t_2$
$I^2R_1=\frac{Q}{t_1}=\frac {4200 \frac{J}{kg \cdot K} \cdot 1 kg \cdot 10 K}{360 s}=\frac{42000}{360} $
$I^2R_2=\frac{Q}{t_2}=\frac {4200 \frac{J}{kg \cdot K} \cdot 1 kg \cdot 10 K}{720 s}=\frac{42000}{720}$
$I^2(R_1 + R_2) = \frac {42000+84000}{720}= 175$

2. $Q_{total}=Q_1+Q_2+Q_3 = C_1 \cdot m \cdot \delta T_1 + \lambda \cdot m + C_2 \cdot m \cdot \delta T_2 = I^2\cdot(R_1+R_2)\cdot t$
$C_1 \cdot m \cdot \delta T_1 = I^2\cdot(R_1+R_2)\cdot t - \lambda \cdot m - C_2 \cdot m \cdot \delta T_2 $
$x = \delta T_1 = \frac{I^2\cdot(R_1+R_2)\cdot t - \lambda \cdot m - C_2 \cdot m \cdot \delta T_2}{C_1 \cdot m} = \frac {175 \cdot 10800 - 345000 - 42000}{2100} = \approx 715,7 K$, то есть температура льда была -716 градусов Цельсия, что есть заведомый бред.

Подскажите пожалуйста, где ж моя ошибка?

 Профиль  
                  
 
 Re: Задача а тепловые явления
Сообщение12.05.2013, 22:27 
Заслуженный участник


03/01/09
1711
москва
Вы считаете, что токи через сопротивления одинаковы, а одинаково напряжение.

 Профиль  
                  
 
 Re: Задача а тепловые явления
Сообщение12.05.2013, 22:38 
Заслуженный участник
Аватара пользователя


22/06/12
2129
/dev/zero
То есть вместо $I^2R_{eq}$ нужно написать $\frac{U^2}{R_{eq}}$?
Сейчас попробую с напряжением..

 Профиль  
                  
 
 Re: Задача а тепловые явления
Сообщение12.05.2013, 22:44 
Заслуженный участник


03/01/09
1711
москва
Да: $\frac {U^2}{R_1},\frac {U^2}{R_2}$ и т.д.

 Профиль  
                  
 
 Re: Задача а тепловые явления
Сообщение12.05.2013, 22:58 
Заслуженный участник
Аватара пользователя


22/06/12
2129
/dev/zero
В таком случае получится, что больше сопротивление -> меньше теплота, и отсюда $R_2 = 2R_1$, далее, ели заменить $\frac{U^2}{R_1+R_2} = \frac{U^2}{3R_1}=\frac{1}{3}\frac{U^2}{R_1}$, ну и потом $\sum Q_i=3600  \frac {U^2}{R_1} = \sum Q_i = 3600 \cdot \frac {42000}{360} = \sum Q_i = 420000$;
$\Delta T_1 = \frac{420000-340000-42000}{2100} \approx 18,1 K $, отсюда температура льда -18 градусов.

Благодарю вас за помощь, что ткнули носом в идиотскую ошибку :facepalm:

 Профиль  
                  
Показать сообщения за:  Поле сортировки  
Начать новую тему Ответить на тему  [ Сообщений: 5 ] 

Модераторы: photon, whiterussian, profrotter, Jnrty, Aer, Парджеттер, Eule_A, Супермодераторы



Кто сейчас на конференции

Сейчас этот форум просматривают: нет зарегистрированных пользователей


Вы не можете начинать темы
Вы не можете отвечать на сообщения
Вы не можете редактировать свои сообщения
Вы не можете удалять свои сообщения
Вы не можете добавлять вложения

Найти:
Powered by phpBB © 2000, 2002, 2005, 2007 phpBB Group