Какова длина нихромовой проволоки, используемой в электропечи с напряжением 120 В и КПД 80%, чтобы за 10 минут выпарить

Тема урока: Расчет длины нихромовой проволоки в электропечи.

Пояснение:
Для решения данной задачи нужно использовать закон сохранения энергии. Сначала найдем количество выделившейся теплоты, которое равно произведению массы воды, удельной теплоемкости и разницы температур:
Q = m * c * ΔT,

где Q - количество выделившейся теплоты, m - масса воды, c - удельная теплоемкость воды, ΔT - изменение температуры.

Следующим шагом надо найти тепловую мощность P, используя формулу:
P = Q / t,

где P - тепловая мощность, Q - количество выделившейся теплоты, t - время.

Затем использовать формулу для электрической мощности:
P = U^2 / R,

где P - электрическая мощность, U - напряжение, R - сопротивление проволоки.

Теперь выразим сопротивление проволоки R, используя удельное сопротивление:
R = ρ * l / S,

где R - сопротивление, ρ - удельное сопротивление, l - длина проволоки, S - площадь поперечного сечения проволоки.

Подставим выражение для сопротивления R в формулу для электрической мощности P и найдем длину проволоки l.

Дополнительный материал:
Масса воды, m = 1 кг
Удельная теплоемкость воды, c = 4,2 кДж/(кг-К)
Начальная температура воды, Т1 = 20°C
Теплота парообразования воды, Л = 2,26 * 10^3 кДж/кг
Напряжение, U = 120 В
Время, t = 10 мин = 600 с
Удельное сопротивление нихрома, ρ = 1,110-6 Ом*м
Необходимо найти длину проволоки, l.

Совет:
Перед началом решения задачи всегда проверьте, все ли данные указаны и правильно ли они преобразованы в нужные единицы измерения. Также следует следить за точностью расчетов и оставлять ответ с необходимым количеством значащих цифр.

Задание для закрепления:
Найдите длину нихромовой проволоки, если изменение температуры равно 70°C, масса воды составляет 5 кг, а время, за которое происходит испарение воды, равно 20 минут. Удельное сопротивление нихрома равно 1,05 * 10^-6 Ом*м.