ВсОШ 2018, Заключителен етап, 9–11 клас — Задача 9-4. 9 класс · 9.4 · Струйное нагревание

LII Всероссийская олимпиада по физике · Теоретический тур

Заголовок оригинала

LII Всероссийская олимпиада по физике. Теоретический тур

9 КЛАСС

Следующий вариант

10 КЛАСС

Следующий вариант

11 КЛАСС

Условие

В пустой теплоизолированный сосуд наливают воду при температуре $t_0=20\,{}^{\circ}\mathrm{C}$ струйкой с массовым расходом $\mu=2,0$ г/с. Когда в сосуде оказывается $m=100$ г воды, в нем включается нагреватель мощностью $N=200$ Вт. Температура содержимого сосуда измеряется помещенным в него ртутным термометром.
Определите:

1. Через какое время $\tau_1$ с момента включения нагревателя температура воды в сосуде увеличится до $t_1=30\,{}^{\circ}\mathrm{C}$?

2. До какой максимальной температуры $t_{\max}$ сможет нагреться содержимое сосуда?

Выведите зависимость скорости $v$ подъема столбика ртути термометра от времени $\tau$ с момента включения нагревателя, если на его шкале расстояние между отметками $t_0$ и $t_1$ равно $l=2,0$ см. Определите скорость подъема столбика при температуре $t_1$.
Удельная теплоемкость воды равна $c=4200$ Дж/(кг $\cdot\,{}^{\circ}\mathrm{C}$). Процессы теплообмена происходят быстро, теплоемкости термометра и сосуда малы.

Решение

---

Оригинал в Архива: finalT18.pdf