Присоединиться

11 класс·высокий уровень

Через какое время после подключения напряжения температура электролита

Условие

Электролитическая ванна имеет вид прямоугольного параллелепипеда. Ее дно представляет собой квадрат со стороной L = 20 см, а две противоположные вертикальные стенки сделаны из проводящего материала с очень малым электрическим сопротивлением. В ванну до высоты L налили электролит плотностью 1200 кг/м³. Его удельное сопротивление равно 0,3 Ом · м, а удельная теплоемкость 4200 Дж/(кг · °C). Между проводящими стенками приложили постоянное напряжение 20 В. Через какое время после подключения напряжения температура электролита увеличится на 20 °C? Считайте, что все выделяющееся в электролите количество теплоты идет на его нагревание. Ответ дайте в минутах. Критерии оценивания выполнения задания | Баллы | Приведено полное решение, включающее следующие элементы:I) записаны положения теории и физические законы, закономерности, применение которых необходимо для решения задачи выбранным способом;II) описаны все вновь вводимые в решении буквенные обозначения физических величин (за исключением обозначений констант, указанных в варианте КИМ, обозначений, используемых в условии задачи, и стандартных обозначений величин, используемых при написании физических законов);III) представлены необходимые математические преобразования и расчёты, приводящие к правильному числовому ответу (допускается решение «по частям» с промежуточными вычислениями);IV) представлен правильный ответ с указанием единиц измерения искомой величины | 3 | Правильно записаны все необходимые положения теории, физические законы, закономерности, и проведены необходимые преобразования, но имеется один или несколько из следующих недостатков.Записи, соответствующие пункту II, представлены не в полном объёме или отсутствуют.И (ИЛИ)В решении имеются лишние записи, не входящие в решение (возможно, неверные), которые не отделены от решения и не зачёркнуты.И (ИЛИ)В необходимых математических преобразованиях или вычислениях допущены ошибки, и (или) в математических преобразованиях/вычислениях пропущены логически важные шаги.И (ИЛИ)Отсутствует пункт IV, или в нём допущена ошибка (в том числе в записи единиц измерения величины) | 2 | Представлены записи, соответствующие одному из следующих случаев.Представлены только положения и формулы, выражающие физические законы, применение которых необходимо и достаточно для решения данной задачи, без каких-либо преобразований с их использованием, направленных на решение задачи.ИЛИВ решении отсутствует ОДНА из исходных формул, необходимая для решения данной задачи (или утверждение, лежащее в основе решения), но присутствуют логически верные преобразования с имеющимися формулами, направленные на решение задачи.ИЛИВ ОДНОЙ из исходных формул, необходимых для решения данной задачи (или в утверждении, лежащем в основе решения), допущена ошибка, но присутствуют логически верные преобразования с имеющимися формулами, направленные на решение задачи | 1 | Все случаи решения, которые не соответствуют вышеуказаннымкритериям выставления оценок в 1, 2, 3 балла | 0 | Максимальный балл | 3 |

Ответ

Ответ и полный разбор откроются после входа

Посмотреть ответ

Решение по шагам

  1. Как рассуждать

    Решение. При прохождении тока через проводник — электролит — выделяется теплота, равная Q=U2τRQ= \frac{U^{2} \tau}{R} Сопротивление проводника равно R=ρlS=ρLL2=ρLR= \frac{\rho l}{S} = \frac{\rho L}{L^{2}} = \frac{\rho}{L} Эта теплота идет на нагревание жидкого электролита, которая равна Q=cmΔtQ=cm\Delta t Масса вещества равняется m=σV=σL3m=\sigma V=\sigma L^{3} При отсутствии тепловых потерь количества теплоты одинаковые U2τLρ=σcL3Δt,\frac{U^{2} \tau L}{\rho} =\sigma cL^{3} \Delta t, откуда время процесса нагревания равно τ=σρcL2ΔtU2=12000,342000,0420400=3024с=50,4мин\tau= \frac{\sigma \rho c L^{2} \Delta t}{U^{2}} = \frac{1200 \cdot 0,3 \cdot 4200 \cdot 0,04 \cdot 20}{400} =3024 с = 50,4 мин Ответ: 50,4.

Осталось ещё 1 шаг

  1. Полный разбор с проверкой ответа

Получить полное решение

Бесплатно · займёт минуту

Другие задачи по теме «Электродинамика (расчетная задача высокого»

Через какое время после подключения напряжения температура электролита — решение с объяснением | Lom Ai