Двигатель мощностью 75 Вт в течение 5 мин вращает лопасти винта внутри калориметра, в котором находится вода объемом 5 л. Вследствие трения о воду лопастей винта вода нагрелась. Считая, что вся энергия пошла на нагревание воды, определить, как изменилась ее температура?

N = 75 Вт.

T = 5 мин = 300 с.

V = 5 л = 5 * 10^-3 м³.

ρ = 1000 кг/м³.

C = 4200 Дж/кг*°C.

Δt - ?

Выразим количество теплоты Q, которая необходимая для нагревания воды, по формуле: Q = C * m * Δt, где C - удельная теплоёмкость воды, m - масса воды, Δt - изменение температуры воды.

Массу нагретой воды m выразим формулой: m = ρ * V, где ρ - плотность воды, V - объем нагретой воды.

Q = C * ρ * V * Δt.

Количество теплоты Q, которое выделяется вследствие трения лопастей винта о воду, выразим по формуле: Q = N * T, где = N - мощность двигателя, T - время работы двигателя.

C * ρ * V * Δt = N * T.

Изменение температуры воды будет определяться формулой: Δt = N * T / C * ρ * V.

Δt = 75 Вт * 300 с / 4200 Дж/кг*°C * 1000 кг/м³ * 5 * 10^-3 м³ = 1 °C.

Ответ: температура воды в калориметре увеличится на Δt = 1 °C.