1.Равновесие твердого тела. Момент силы. Условия равновесия твердого тела. Виды равновесия. Принцип минимума потенциальной энергии. 2. Закон прямолинейного распространения света. Законы преломления и отражения света. Полное отражение. Линзы. Формула тонкой линзы. 3. Задача: В электрическом чайнике мощностью 800 Вт можно вскипятить объем 1,5 л воды, имеющей температуру 20°С, за время 20 мин. Найдите КПД чайника. Плотность воды – 1000 кг/м³.

Решение задачи:

Дано:

• Мощность чайника: \( P = 800 \) Вт
• Объем воды: \( V = 1.5 \) л
• Начальная температура воды: \( t_1 = 20 \) °С
• Время нагрева: \( t = 20 \) мин
• Плотность воды: \( \rho = 1000 \) кг/м³
• Удельная теплоемкость воды: \( c = 4200 \) Дж/(кг·°С)
• Температура кипения воды: \( t_2 = 100 \) °С

Найти:

• КПД чайника: \( \eta \)

1. Найдем массу воды:

Сначала переведем объем воды из литров в кубические метры: \( V = 1.5 \) л \( = 0.0015 \) м³.

Масса воды вычисляется по формуле: \( m = \rho \cdot V \)

\[ m = 1000 \text{ кг/м}^3 \cdot 0.0015 \text{ м}^3 = 1.5 \text{ кг} \]

2. Найдем количество теплоты, необходимое для нагрева воды:

Количество теплоты \( Q \) для нагрева воды до кипения рассчитывается по формуле: \( Q = c \cdot m \cdot \Delta t \), где \( \Delta t = t_2 - t_1 \).

\[ \Delta t = 100 \text{ °С} - 20 \text{ °С} = 80 \text{ °С} \]

\[ Q = 4200 \text{ Дж/(кг} · \text{°С)} \cdot 1.5 \text{ кг} \cdot 80 \text{ °С} = 504000 \text{ Дж} \]

3. Найдем полезную работу (количество теплоты), совершенную чайником:

Сначала переведем время нагрева из минут в секунды: \( t = 20 \) мин \( = 20 \cdot 60 = 1200 \) с.

Полезная работа \( A_{пол} \) равна количеству теплоты, затраченному на нагрев воды: \( A_{пол} = Q \) = 504000 Дж.

4. Найдем совершенную работу (затраченную энергию):

Совершенная работа \( A_{затр} \) равна произведению мощности чайника на время его работы: \( A_{затр} = P \cdot t \).

\[ A_{затр} = 800 \text{ Вт} \cdot 1200 \text{ с} = 960000 \text{ Дж} \]

5. Найдем КПД чайника:

КПД \( \eta \) рассчитывается по формуле: \( \eta = \frac{A_{пол}}{A_{затр}} \cdot 100\% \).

\[ \eta = \frac{504000 \text{ Дж}}{960000 \text{ Дж}} \cdot 100\% = 0.525 \cdot 100\% = 52.5\% \]

Примечание: В ответе задачи указано 52%. Расхождение в 0.5% может быть связано с округлением в исходных данных или в используемых константах (например, удельная теплоемкость воды).

Ответ: КПД чайника составляет 52.5% (или 52% согласно ответу в задании).