В алюминиевый калориметр массой 50 г налито 120 г воды и опущен электрический нагреватель мощностью 12,5 Вт. На сколько градусов нагреется калориметр с водой за 22 мин, если тепловые потери в окружающую среду составляют 20%?

Чтобы узнать изменение температуры алюминиевого калориметра с водой, воспользуемся формулой: η = А_пол / А_затр = (С_в * m_в + С_а * m_к) * Δt / (N * t), откуда можно выразить: Δt = η * N * t / (С_в * m_в + С_а * m_к).

Const: С_в - уд. теплоемкость воды (С_в = 4200 Дж / (кг*К)); С_а - уд. теплоемкость алюминия (С_а = 920 Дж / (кг*К)).

Данные: η - КПД процесса (η = 80% = 0,8 (потери 20%)); N - мощность нагревателя (N = 12,5 Вт); t - продолжительность работы нагревателя (t = 22 мин = 1320 с); m_в - масса налитой воды (m_в = 120 г = 0,12 кг); m_к - масса калориметра (m_к = 50 г = 0,05 кг).

Расчет: Δt = η * N * t / (С_в * m_в + С_а * m_к) = 0,8 * 12,5 * 1320 / (4200 * 0,12 + 920 * 0,05) = 24 ºС.

Ответ: Калориметр с водой должен был нагреться на 24 ºС.