Задание Физика 8 Класс №00051480

Солнечный коллектор — тёмная пластина под стеклом, которая поглощает солнечное излучение и нагревает текущую по ней воду. Часть энергии он теряет (отражается, уходит с нагретой пластины в воздух), а $70\%$ достаётся воде. Найдём эту энергию за час и посмотрим, на сколько градусов она нагреет воду.

На весь коллектор каждую секунду падает:

$$500 \cdot 2 = 1\,000\text{ Дж}.$$

Воде из них достаётся $70\%$, то есть $0{,}7 \cdot 1\,000 = 700\text{ Дж}$ каждую секунду. В часе $3\,600\text{ с}$, поэтому за час вода получает:

$$Q = 700 \cdot 3\,600 = 2\,520\,000\text{ Дж}.$$

Из формулы $Q = cm\Delta t$ находим нагрев:

$$\Delta t = \dfrac{Q}{cm} = \dfrac{2\,520\,000}{4\,200 \cdot 60} = \dfrac{2\,520\,000}{252\,000} = 10\text{ }{}^\circ\text{С}.$$

Проверим себя через одну секунду. Чтобы нагреть $60\text{ кг}$ воды на $1\text{ }{}^\circ\text{С}$, нужно $4\,200 \cdot 60 = 252\,000\text{ Дж}$. При $700\text{ Дж}$ в секунду на это уйдёт $252\,000 : 700 = 360\text{ с}$, то есть $6$ минут. За $60$ минут таких градусов наберётся $60 : 6 = 10$. Совпало.