В данной задаче не требуется оценка погрешностей.

Налейте приблизительно $50~г$ раствора соли в стакан. Погрузите в него графитовые электроды, расположив их приблизительно на одном диаметре (рис. 1). Закрепите электроды на торце стакана, прижав разъемы к стенкам стакана с помощью пары разъемов «крокодил», следите за тем, чтобы раствор не попадал на разъемы. Подключите к электродам провода от источника питания.

1 Измерьте зависимость тока, протекающего через раствор, от напряжения, поданного на него. Постройте график измеренной зависимости.

A S

2 Настройте источник тока таким образом, чтобы на электроды подавалось постоянное напряжение $6~В.$ Измерьте зависимость температуры раствора в стакане от времени, раствор при этом необходимо помешивать. Параллельно записывайте значения напряжений на источнике питания. Измерения проводите в течение 7 минут, через каждую минуту. Выключите источник питания. Проведите измерения температуры раствора во время остывания еще в течение 10 минут. Выньте электроды из раствора по окончании измерений.

A S

3 Рассчитайте электрическую мощность источника питания, используя среднее значение напряжения на источнике питания во время нагрева. Рассчитайте теплоемкость раствора, считайте при этом его удельную теплоемкость равной $c=3.8~кДж/(кг\cdot^\circ С)$. Постройте график зависимости температуры в стакане от времени. Рассчитайте по данным графика тепловую мощность выделившуюся в растворе из-за протекания электрического тока. Будем считать тепловую мощность полезной, а электрическую затраченной. Найдите КПД процесса нагрева раствора соли $\eta_с$ из пункта 2.

A S

4 Не подключайте резистор к источнику питания на воздухе, подключайте резистор, когда он уже находится в растворе. 

Погрузите резистор в термоусадке в раствор соли. Подключите резистор к источнику питания. 

Следите за тем, чтобы значение силы тока не превышало $1~А$ (для этого ручки регулировки напряжения заблокированы) 

Подберите такой ток источника питания, чтобы электрическая мощность источника совпадала с измеренной в пункте 2. Вновь измерьте зависимость температуры в стакане от времени по алгоритму аналогичному, описанному в пункте 2.

A S

5 Рассчитайте тепловую мощность во втором случае. Вычислите КПД $\eta_p$ в случае, когда раствор соли нагревается, косвенным образом, при помощи резистора.

A S

6 Совпадают ли $\eta_с$ и $\eta_p$? Объясните полученный результат.

A

Оборудование

• Источник питания с парой соединительных проводов
• Пара зажимов «крокодил»
• Стакан пенопластовый
• Два графитовых электрода
• Весы
• Секундомер
• Термометр
• Раствор соли в бутылке
• Емкость для слива
• Салфетки для поддержания чистоты рабочего места