В калоритме, содержащим 1 л воды, вращаются лопасти винта за счет энергии двух опускающихся грузов массой по 8,4 кг. Это вызывает нагревание воды. На сколько градусов нагрелась вода, когда каждый груз опустился на 10 м?

Дано:

V = 1 л = 0.001 м^3,

ρ = 1000 кг/м^3 - плотность воды,

m = 8.4 кг,

n = 2,

h = 10 м;

Найти: Δt - ?

Согласно закону сохранения энергии грузы совершают работу за счет потерянной потенциальной энергии:

A = n * m * g * h,

где g = 10 м/с^2 - ускорение свободного падения;

Если нет потерь, то вся работа превращается в тепло для нагрева воды в калориметре:

A = Q = M * c * Δt,

где

M = ρ * V - масса воды,

c = 4200 Дж / (кг * град) - удельная теплоемкость воды;

Отсюда получаем:

Δt = A / (ρ * V * c) = n * m * g * h / (ρ * V * c);

Δt = 2 * 8.4 * 10 * 10 / (1000 * 0.001 * 4200) = 0.4°C.