74. В алюминиевый калориметр массой 50 г налито 120 г воды и опущен электрический нагреватель мощностью 12,5 Вт. За какое время калориметр с водой нагреется на 24 °С, если тепловые потери в окружающую среду составляют 20%?

Решение: Дано: m_кал = 0.05 кг (масса калориметра) m_воды = 0.12 кг (масса воды) P = 12.5 Вт (мощность нагревателя) Δt = 24 °C (изменение температуры) η = 0.8 (КПД, учитывающий 20% потерь) c_ал = 900 Дж/(кг*°C) (удельная теплоёмкость алюминия) c_воды = 4200 Дж/(кг*°C) (удельная теплоёмкость воды) Найти: t (время нагрева) 1. Находим количество теплоты, необходимое для нагрева калориметра: Q_кал = m_кал * c_ал * Δt = 0.05 кг * 900 Дж/(кг*°C) * 24 °C = 1080 Дж 2. Находим количество теплоты, необходимое для нагрева воды: Q_воды = m_воды * c_воды * Δt = 0.12 кг * 4200 Дж/(кг*°C) * 24 °C = 12096 Дж 3. Находим общее количество теплоты: Q_общ = Q_кал + Q_воды = 1080 Дж + 12096 Дж = 13176 Дж 4. Учитываем потери тепла и находим полезную мощность: P_полезн = P * η = 12.5 Вт * 0.8 = 10 Вт 5. Находим время нагрева: t = Q_общ / P_полезн = 13176 Дж / 10 Вт = 1317.6 с Ответ: Время нагрева составляет 1317.6 секунд, или примерно 21 минута 57.6 секунд.