Global EE

Измерения с… — Задание 10 Физика 8 Класс №00049162

Задание №10. Обработка Результатов Эксперимента

Измерения с Учётом Погрешности

№2. Задание 10

ID: 00049162

Витя собрался ехать в летний лагерь. С собой ему можно было брать бытовые электроприборы мощностью не более $300\text{ Вт}$ каждый. Вите хотелось взять с собой маленький электрочайник, и он решил измерить мощность этого прибора.

Рисунок к заданию 10 Физика 8 Класс — Измерения с Учётом Погрешности

Для постановки эксперимента Витя налил в чайник $200\text{ мл}$ воды из графина, который уже давно стоял на кухне, включил чайник и измерил зависимость температуры нагреваемой воды от времени. Полученные результаты Витя отобразил на графике, соединив экспериментальные точки плавной линией. Витя сообразил, что линия не является прямой из-за того, что при повышении температуры воды постепенно возрастают потери теплоты в окружающую среду, и поэтому выделяемая чайником энергия целиком идёт на нагревание воды только в самом начале процесса нагревания. Удельная теплоёмкость воды равна $4200\text{ Дж/(кг}\cdot{}^\circ\text{С)}$.

1) Чему была равна температура воды в чайнике через $130$ секунд после начала нагревания?

2) Оцените, на сколько градусов нагрелась вода через $2$ секунды после включения чайника.

3) Оцените, чему равна мощность чайника, и определите, можно ли Вите брать его с собой в лагерь.

Источник: ВПР 2024

Решение

Витя строит график, а мы вытаскиваем из него мощность. Шаг один: сколько градусов в секунду набирает вода в самом начале, пока вся энергия остаётся в ней.

Вопрос 1. Подписи оси времени стоят через $20$ с, поэтому $130$ с — это линия между $120$ и $140$. Подписи температуры стоят через две клетки, значит, одна клетка равна $5\ {}^\circ\text{С}$, а не $10$. На этой линии кривая стоит чуть выше середины клетки между $75\ {}^\circ\text{С}$ и $80\ {}^\circ\text{С}$:

$$T\approx78\ {}^\circ\text{С}$$

Допускаем $\pm1\ {}^\circ\text{С}$.

Вопрос 2. От старта, примерно $23\ {}^\circ\text{С}$, до $30\ {}^\circ\text{С}$ проходит $10$ с, поэтому темп равен $0{,}7\ \dfrac{{}^\circ\text{С}}{\text{с}}$. За $2$ секунды:

$$\Delta T=0{,}7\cdot2=1{,}4\ {}^\circ\text{С}$$

С разбросом наклона это от $1{,}2$ до $1{,}6\ {}^\circ\text{С}$.

Вопрос 3. Масса воды $0{,}2$ кг: $200$ мл по грамму на миллилитр. Теплота за $2$ секунды:

$$Q=4200\cdot0{,}2\cdot1{,}4=1176\text{ Дж}$$

А мощность — это теплота за одну секунду:

$$P=\dfrac{1176}{2}=588\text{ Вт}\approx590\text{ Вт}$$

С разбросом это $500\div670$ Вт. Намного больше $300$ Вт, поэтому чайник брать нельзя.

Проверим себя через то же начало: за $10$ с вода получила $4200\cdot0{,}2\cdot7=5880$ Дж, то есть $588$ Дж в секунду. Сходится.

Ответ

1) 78 °С; 2) 1,4 °С; 3) примерно 590 Вт, брать нельзя
Другие задания по теме «Измерения с Учётом Погрешности» (8)