НОФ 2011, III кръг (национален), 8. клас — Задача 1. Електрически калориметър

XLIII Национална олимпиада по физика 2011, национален кръг, тема за 8. клас · 30 април 2011 г. · 10 т.

Условие

Десислава и Лазар получават задача в учебната лаборатория да определят специфичния топлинен капацитет на неизвестна течност с помощта на електрически калориметър (фиг. 1). Вътрешният съд на калориметъра и бъркалката са от алуминий. Тяхната обща маса е $m_1 = 100\ \mathrm{g}$.

Учениците наливат в съда течност с маса $m = 200\ \mathrm{g}$ и свързват схемата, показана на фиг. 2. Напрежението на източника е $12\ \mathrm{V}$. След това те затварят ключа $K$ и постоянно разбъркват течността с бъркалката. Записват показанията на амперметъра и волтметъра: $I = 5\ \mathrm{A}$ и $U = 10\ \mathrm{V}$. За време $\tau = 114\ \mathrm{s}$ показанието на термометъра нараства от $t_1 = 20\ ^\circ\mathrm{C}$ на $t_2 = 30\ ^\circ\mathrm{C}$.

По тези данни определете:

а) показанията на амперметъра и волтметъра преди затварянето на ключа K; [2 т.]

б) напреженията върху нагревателя и върху реостата след затварянето на ключа; [1 т.]

в) какво е предназначението на реостата в тази електрическа верига; [1 т.]

г) съпротивлението $R$ на нагревателя; [1 т.]

д) количеството топлина $Q$, което нагревателят отделя за време $\tau$; [1 т.]

е) защо течността трябва да се разбърква с бъркалката; [1 т.]

ж) специфичния топлинен капацитет $c$ на течността.

Топлината, необходима за нагряването на термометъра и нагревателя, както и топлинните загуби в околната среда, не се отчитат. [3 т.]

Отговори

Решение

---

Оригинал в Архива: NOF3_2011_8problems.pdf · официални решения: NOF3_2011_8solutions.pdf