В алюминиевый калориметр массой 50 г налито 120 г воды и опущена спираль сопротивлением 2 Ом, подключенная к источнику напряжением 15 В. За какое время калориметр с водой нагреется на 9 °C, если потерями энергии в окружающую среду можно пренебречь?

Данные: m1 (масса калориметра) = 50 г (0,05 кг); m2 (масса воды в калориметре) = 120 г (0,12 кг); R (сопротивление спирали) = 2 Ом; U (напряжение) = 15 В; Δt (изменение температуры воды, калориметра) = 9 ºС.

Постоянные: Са (уд. теплоемкость алюминия) = 920 Дж / (кг*ºС); Св (уд. теплоемкость воды) = 4200 Дж / (кг*ºС).

Время работы спирали определим из равенства: (Cа * m1 + Cв * m2) * Δt = U² * t / R; t = (Cа * m1 + Cв * m2) * Δt * R / U².

Расчет: t = (920 * 0,05 + 4200 * 0,12) * 9 * 2 / 15² = 44 с.