Вопрос:

Выберите формулу, по которой можно вычислить время, необходимое для плавления льда. Скольковремени т потребуется, чтобы расплавить полностью лед. Ответ выразить в мин, округлив до целых.

Смотреть решения всех заданий с листа

Ответ:

Это задача по физике, нужно выбрать правильную формулу, которая связывает время плавления льда с другими величинами. Формула для расчета количества теплоты, необходимого для плавления тела, выглядит так: Q = λm, где λ - удельная теплота плавления, m - масса тела.

Количество теплоты также может быть рассчитано как мощность, умноженная на время: Q = P⋅t, где P - мощность, t - время.

Мощность P, в свою очередь, связана с силой тока I, напряжением U и сопротивлением R (если речь идет о нагреве электрическим током) или просто с силой тока и напряжением, если источник энергии задан напрямую: P = I⋅U. Если предполагается, что теплота выделяется в результате протекания тока через какое-либо сопротивление, то мощность можно выразить как P = I^2⋅R или P = U^2/R.

В данном контексте, судя по предложенным формулам, предполагается, что количество теплоты, необходимое для плавления льда (Q = λm), выделяется источником с мощностью P = I⋅U за время t. Таким образом, мы имеем:

λm = P⋅t

λm = (I⋅U)⋅t

Чтобы найти время t, выразим его из этого уравнения:

t = \(\frac{λ⋅m}{I⋅U}\)

Сравнивая это с предложенными вариантами, находим соответствие.

Выбор формулы:

  • Первый вариант: t = \(\frac{λ⋅m}{I⋅U⋅η}\). Здесь есть множитель η, который обычно обозначает КПД. Если бы он был, то формула была бы более точной, но без него в вариантах, и он не является обязательным элементом основной формулы.
  • Второй вариант: t = \(\frac{I⋅U}{λ⋅m}\). Эта формула обратна правильной.
  • Третий вариант: t = \(\frac{I⋅U⋅η}{λ⋅m}\). Неправильно.
  • Четвертый вариант: t = \(\frac{λ⋅m⋅η}{I⋅U}\). Неправильно.

Хотя в вариантах нет идеальной формулы с КПД, наиболее близкой и соответствующей физическому смыслу (при условии, что источник тепла имеет мощность I⋅U и вся эта энергия идет на плавление) является вариант, где t пропорционально λm и обратно пропорционально I⋅U.

Исходя из того, что предложены варианты без η (КПД), будем выбирать из них.

Формула, выведенная нами: t = \(\frac{λ⋅m}{I⋅U}\).

Среди предложенных вариантов, наиболее подходящим является тот, который имеет λ⋅m в числителе и I⋅U в знаменателе, с возможными дополнительными множителями.

Рассмотрим предложенные варианты еще раз:

  • Вариант 1: t = \(\frac{λ⋅m}{I⋅U⋅η}\). Это верно, если η - КПД, и мощность P = I⋅U⋅η.
  • Вариант 2: t = \(\frac{I⋅U}{λ⋅m}\). Неверно.
  • Вариант 3: t = \(\frac{I⋅U⋅η}{λ⋅m}\). Неверно.
  • Вариант 4: t = \(\frac{λ⋅m⋅η}{I⋅U}\). Неверно.

В условии задачи не упоминается КПД (η). Поэтому нужно выбрать формулу, которая без него.

Давайте пересмотрим вывод. Если Q - количество теплоты, то Q = λm. Если P - мощность, то Q = P⋅t. Если мощность P = I⋅U, то λm = I⋅U⋅t. Отсюда t = \(\frac{λ⋅m}{I⋅U}\).

Среди предложенных вариантов, только один имеет λ⋅m в числителе и I⋅U в знаменателе, это первый вариант, но там присутствует η. Если предположить, что η=1 (100% КПД), то формула t = \(\frac{λ⋅m}{I⋅U}\).

Важно: В предложенных вариантах ответов есть η. Если η — это КПД, и оно меньше 1, то для получения нужного количества теплоты Q, мощность источника должна быть больше, то есть P = Q / η, а значит I⋅U = (λ⋅m) / t / η. Отсюда t = \(\frac{λ⋅m}{I⋅U⋅η}\).

Заключение: Формула, по которой можно вычислить время, необходимое для плавления льда, при условии, что энергия выделяется за счет работы электрического тока с силой I и напряжением U, и с учетом КПД η, будет t = \(\frac{λ⋅m}{I⋅U⋅η}\). Если КПД принять за 1 (или он не учитывается), то t = \(\frac{λ⋅m}{I⋅U}\).

Поскольку вариант t = \(\frac{λ⋅m}{I⋅U⋅η}\) присутствует, это наиболее полный вариант, подразумевающий КПД.

Выбор формулы: t = \(\frac{λ⋅m}{I⋅U⋅η}\)

Ответ: t = \(\frac{λ⋅m}{I⋅U⋅η}\)

ГДЗ по фото 📸
Подать жалобу Правообладателю