Теплопередача в стальном проводнике
На яку температуру нагріється стальний провідник завдовжки 100м, якщо його підключити протягом 10с до джерела
На яку температуру нагріється стальний провідник завдовжки 100м, якщо його підключити протягом 10с до джерела постійного струму з напругою 100в? Врахуйте, що питома теплоємність сталі становить 460 дж/кг, густина 7800 кг/м³, а питомий опір - 0,12·10 в -6степені.
14.12.2023 08:24
Написать свой ответ:
Объяснение: Для определения температуры, на которую нагреется стальной проводник, мы можем использовать формулу теплообмена:
Q = m * c * ΔT,
где Q - количество теплоты, полученной или отданной телом, m - масса тела, c - питомая теплоемкость вещества, ΔT - изменение температуры тела.
Для начала найдем массу стального проводника. Масса (m) равна объему (V), умноженному на плотность (ρ):
m = V * ρ.
Объем проводника можно найти, умножив длину (L) на площадь поперечного сечения (S):
V = L * S.
Теперь, определим количество теплоты, передаваемой проводнику. Оно равно работе электрического тока, проходящего через проводник:
Q = U * I * t,
где U - напряжение, I - сила тока и t - время.
Если подставить все значения в формулы и решить уравнения, мы получим значение изменения температуры (ΔT).
Пример:
Зная, что длина проводника (L) равна 100 м, напряжение (U) составляет 100 В, а время (t) - 10 секунд, мы можем использовать данные для расчета значения разности температур (ΔT):
ΔT = Q / (m * c).
Совет: Для лучшего понимания контекста теплопередачи, можно рассмотреть примеры в реальной жизни, такие как нагревание чайника или печи.
Задание: Какова будет разность температур (ΔT), если стальной проводник массой 500 г, подключенный к источнику постоянного тока с напряжением 50 В, нагреется в течение 20 секунд? (Учитывайте питомую теплоемкость стали 460 Дж/кг и плотность 7800 кг/м³).