Магнетизм — Задание Физика 8 Класс №00051609
Магнетизм
№2. Задание без номера
ID: 00051609
Мощность тока в электродвигателе блендера $600\text{ Вт}$, КПД двигателя $80\%$. Блендер проработал без перерыва $1{,}5\text{ мин}$. Считайте, что вся энергия тока, которая не превратилась в механическую работу, пошла на нагревание деталей двигателя общей массой $0{,}6\text{ кг}$, а теплоотдачей в окружающий воздух за это время можно пренебречь. Средняя удельная теплоёмкость материала деталей $450\ \dfrac{\text{Дж}}{\text{кг}\cdot{}^\circ\text{С}}$.
На сколько градусов нагрелись детали двигателя?
Ответ дайте в градусах Цельсия.
Источник: Global_EE
Решение
КПД $80\%$ значит: из каждых $100\text{ Дж}$ энергии тока $80\text{ Дж}$ становятся механической работой — ножи вращаются и перемалывают продукты, а $20\text{ Дж}$ превращаются во внутреннюю энергию деталей двигателя, и они нагреваются. Найдём эту «потерянную» энергию за $1{,}5\text{ мин}$ и узнаем, на сколько она нагреет детали.
На нагревание уходит $100\% - 80\% = 20\%$ мощности тока:
$$P_{\text{нагр}} = 600\cdot 0{,}2 = 120\text{ Вт}.$$
Время работы в секундах: $1{,}5\text{ мин} = 90\text{ с}$. Теплота, которую получили детали:
$$Q = P_{\text{нагр}}\,t = 120\cdot 90 = 10\,800\text{ Дж}.$$
Эта теплота нагревает детали, $Q = cm\Delta t$. Отсюда изменение температуры:
$$\Delta t = \dfrac{Q}{cm} = \dfrac{10\,800}{450\cdot 0{,}6} = \dfrac{10\,800}{270} = 40\ {}^\circ\text{С}.$$
Проверим себя через всю энергию. За $90\text{ с}$ ток совершил работу $600\cdot 90 = 54\,000\text{ Дж}$. Механической работой стали $80\%$ от неё, $43\,200\text{ Дж}$, а $54\,000 - 43\,200 = 10\,800\text{ Дж}$ ушло на нагревание — столько же, сколько мы нашли. В жизни детали нагреются меньше: часть теплоты всё же уходит в воздух. Но и так понятно, почему блендер не советуют гонять подолгу без перерыва.
Ответ
Другие задания по теме «Магнетизм» (8)
- Задание — №00051614 — Вот восемь бытовых приборов: пылесос, электрочайник, фен, настольная лампа,…
- Задание — №00051613 — Ученик подключал модель электродвигателя с постоянным магнитом к источнику с…
- Задание — №00051612 — Моторчик игрушечной машинки рассчитан на напряжение до 3В. Внутри него…
- Задание — №00051611 — В аккумуляторном шуруповёрте стоит электродвигатель: в его корпусе закреплены…
- Задание — №00051610 — Медный стержень подвесили на изолирующих нитях к крючку динамометра так, что…
- Задание — №00051608 — Электродвигатель стеклоочистителя автомобиля работает от аккумулятора…
- Задание — №00051607 — Настольный вентилятор включён в сеть напряжением 220В, сила тока в его…
- Задание — №00051606 — В школьной модели электродвигателя ток подводится к вращающейся рамке через…