Задание 25 ЕГЭ по физике · F17C45
Охлаждение лазера водой
Лазер излучает световые импульсы с энергией 0,1 Дж и частотой повторения 10 Гц. КПД лазера, определяемый отношением излучаемой энергии к потребляемой, составляет 1%. Какую массу воды необходимо прокачать за 1 ч через охлаждающую систему лазера, чтобы вода нагрелась на 10 оС?
Развёрнутый ответ: проверяется по критериям ФИПИ.
Решение
Мощность излучения равна произведению энергии одного импульса на частоту повторения импульсов:
Pизл=Eν=0,1⋅10=1 Вт
Из определения КПД найдём потребляемую мощность лазера:
η=PизлPпотр,Pпотр=Pизлη=10,01=100 Вт
Мощность, передаваемая охлаждающей воде, составляет разность потребляемой мощности и мощности излучения:
Pв=Pпотр−Pизл=100−1=99 Вт
За один час вода получает количество теплоты:
Q=Pвt=99⋅3600=356400 Дж
Используем формулу количества теплоты при нагревании воды и найдём её массу:
Q=mcΔT,m=QcΔT=3564004200⋅10≈8,49 кг
Pизл=Eν=0,1⋅10=1 Вт
Из определения КПД найдём потребляемую мощность лазера:
η=PизлPпотр,Pпотр=Pизлη=10,01=100 Вт
Мощность, передаваемая охлаждающей воде, составляет разность потребляемой мощности и мощности излучения:
Pв=Pпотр−Pизл=100−1=99 Вт
За один час вода получает количество теплоты:
Q=Pвt=99⋅3600=356400 Дж
Используем формулу количества теплоты при нагревании воды и найдём её массу:
Q=mcΔT,m=QcΔT=3564004200⋅10≈8,49 кг
Пример ответа
Необходимо прокачать примерно 8,5 кг воды.
Источник: Открытый банк ФИПИ F17C45
Похожие задания
25Электромагнитное излучение с длиной волны 3,3 ⋅ 10^( – 7) м используется для нагревания воды. Какую массу…Нагревание воды фотонами · 002D3A25Плоская монохроматическая световая волна с длиной волны 400 нм падает по нормали на дифракционную решётку.…Период дифракционной решётки · 01C99325Ион с зарядом q=3,2⋅10^(−19) Кл и массой m=1,5⋅10^(−25) кг проходит ускоряющую разность потенциалов U=2 кВ и…Радиус движения иона · 030E6825В электрической цепи, схема которой показана на рисунке, R1=R, R2=2R, r=0,5R. Когда ключ К разомкнут, на…Мощность в разветвлённой цепи · 05618D25Сила тока в идеальном колебательном контуре меняется со временем так, как показано на рисунке. Определите…Заряд конденсатора в контуре · 07189425На рисунке показана схема электрической цепи, состоящей из источника тока с ЭДС ℰ=12 В и внутренним…Теплота при разряде конденсатора · 0B939C
Нужен репетитор по физике?
Посмотрите репетиторов, которые ведут занятия в Precettore, или оставьте заявку — подберём сами.
Готовьтесь к ЕГЭ по физике в Precettore
Варианты с автопроверкой, домашние задания от репетитора, онлайн-доска и разбор ошибок — в одном кабинете. Регистрация бесплатная.